[发明专利]一种矿化富集分离环境微纳塑料污染物的方法

说明书

本发明公开了一种矿化富集分离环境微纳塑料污染物的方法，该方法是在含环境微纳塑料污染物的废液中，先加入表面活性剂进行疏水矿化处理，再加入絮凝剂进行絮凝处理，再加入起泡剂，进行浮选分离，泡沫产品即为微纳塑料，该方法能够实现水体中微纳塑料的高效富集分离，分离效率高达98％以上，且处理微纳塑料种类广泛，操作简单，药剂加入量少，成本低，适合大规模处理海洋、陆源等环境微纳塑料污染物。

技术领域

本发明涉及一种环境微纳塑料污染物回收方法，特别涉及一种通过矿化富集分离环境微纳塑料污染物的方法，属于环境保护领域。

背景技术

微塑料(Microplastics)这一概念最早由Thompson等2004年在《Science》杂志提出，定义为直径小于5mm的塑料纤维、碎片、颗粒，主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等，微塑料可以进一步降解到纳米级别，被称为纳米塑料。微(纳米)塑料的来源分为原生塑料与次生塑料。原生塑料是指直接生产出来的微小颗粒、微珠，如洗化用品中含有磨砂成分的洗面奶、沐浴露，研磨时使用的研磨药剂以及工业领域树脂颗粒等；次生塑料是指大块塑料经降解产生的小塑料碎片，如塑料包装袋在长时间的物理(如波浪作用和砂子摩擦)、化学(如紫外线辐射)和生物降解过程的作用下，环境中大型塑料碎片会发生光降解、脆化和破碎，缓慢地分解为尺寸更小的塑料颗粒。微纳塑料广泛存在于自然界中，如江、河、湖、海等水体中以及土壤环境中。有数据显示，仅2015年，美国每天就有近800万微纳塑料从陆地排放到海洋等水生栖息地；北太平洋亚热带环流区的微纳塑料密度达到250mg/m³；海岸沉积物中微纳塑料有较大的空间分布性，微纳塑料的丰度为0.21～77000个/m²。土壤微纳塑料主要以农膜、污泥、有机肥、污水、大气沉降、垃圾填埋场渗滤液等通过一定的方式为来源输入到土壤。有数据显示，我国河北曹妃甸潮滩土壤中微纳塑料丰度达到634ind·kg^-1。位于智利Mellipilla土壤中，微纳塑料丰度达到了600～10400ind·kg^-1。

由于微纳塑料粒径小，低营养级生物体摄入微纳塑料，通过被高营养级生物体捕食作用在其组织和器官中转移和富集。许多海洋生物的胃、肠道、消化管等，甚至淋巴系统中均已发现有微纳塑料的存在。塑料在聚合过程中使用了数千种不同的添加剂，包括增塑剂、阻燃剂，如多溴联苯醚(PBDEs)等。这些添加剂约占微纳塑料重量的4wt％，随着塑料逐渐降解，添加剂和未聚合的单体会进入到海洋直至海洋生物体内，海洋生物被人类食用进入人体，这是微纳塑料自身的危害性。更严重的是，微纳塑料颗粒经阳光氧化和风化使颗粒表面结构改变，表面易获得电荷，容易吸附金属离子达到电荷平衡；海洋中的持久性有机污染物，如多氯联苯、多环芳烃和有机氯农药六氯苯等，对塑料的“亲和力”远大于水，在微纳塑料上的浓度比周围水的浓度高几个数量级。大的比表面积、疏水性、尺寸小等物理化学性质增强了微纳塑料对有毒污染物吸附的能力，对环境及生物安全造成了严重的危害。已有研究证明，小于5μm的颗粒可能能够穿过肠屏障并转移到肝脏或肌肉等内部组织中。微纳塑料污染已成为全球第四大环境问题。目前，常用的微纳塑料样品分离方法有直接目检法、筛分法、过滤法、密度浮选法和油提取法。

直接目检法是用镊子等工具直接观察或通过显微镜观察将疑似微纳塑料颗粒挑出，直接目检法操作简单，但是主观性高，准确率低，且费时费力。筛分法和过滤法都是通过过筛或过滤网的方法将粒径大于孔隙的微塑料截留。常选用的滤膜有玻璃纤维素滤膜、硝酸纤维素滤膜或醋酸纤维素滤膜，孔径在0.45～2μm左右。由于孔隙太小，水体中杂质易堵塞微孔，而且更小的纳米级微塑料会通过筛子和膜以致无法分离。