[发明专利]一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法

说明书

本发明公开了一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法，包括以下步骤：S1、生物炭制备；S2、微塑料制备；S3、混合制备：S3‑1、预冷处理；S3‑2、深冷处理；S3‑3、冻干制备；S3‑4、超声粉碎；S4、配施；S5、微塑料回收。本发明的生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法通过将制备的生物炭和微塑料进行复合，得到有利于施配并方便回收利用的生物炭‑微塑料冻干粉末，对土壤中的各种常见污染物均能够起到良好的吸附效果。

技术领域

本发明涉及有害污染物处理技术领域，具体是涉及一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法。

背景技术

有机污染物(如多环芳烃PAHs)、阳离子污染物(如NH₄⁺)重金属污染物(如Cu、Zn、Hg、Pb等)是工业、农业、食品生产中的常见污染物，尤其是在工业废水和生活废水中存在着多种高浓度的常见污染物，对土壤的危害也非常大。因此，针对环境中的上述常见污染物的治理是目前社会发展所必须要考虑的问题。对于上述常见污染物的去除方法有很多，如通过离子交换法进行阳离子污染物NH₄⁺的治理，通过吸附法对有机污染物多环芳烃PAHs进行治理，利用微生物或化学法来降低重金属污染物在环境中的迁移能力。而近些年，越来越多的研究人员将目光聚焦到了生物质炭的研究上，生物炭的吸附能力因生物炭制备原料类型而异，但其性质决定了其可以作为一种良好的土壤水体吸附剂，效率高且成本低。

除此之外土壤和水体中还可能含有其他污染物，其中，微塑料污染的问题日益加剧。当大颗粒塑料破碎时，形成微塑料；微塑料也可直接从某些制成品中释放，微塑料具有持久性、流动性和生物毒性，是多环芳烃等有机污染物的潜在载体，聚乙烯微塑料(PE)是生活污水和工业污水中的主要成分之一，研究和了解聚乙烯的环境行为，以便更好地管理这种污染物。目前对于微塑料与生物质炭相结合对土壤和水体中污染物的去除效果影响还鲜有研究，也有研究指出塑料聚合物的可膨胀、低密度和柔性结构使此类聚合物易于与生物炭相互作用，此外，生物炭和微塑料表面上有大量的官能团，这些固有地包含在材料表面上的官能团也可用于将生物炭与微塑料结合，及其相互作用也可能影响对各种常见污染物的吸附去除效率。

专利CN111613276A公开了一种基于量子化学参数构建定量构效关系预测微塑料吸附有机物的方法，包括以下步骤：1)有机污染物的微塑料/水平衡分配系数(Kd)的获取；2)Dragon分子描述符的收集；3)量子化学参数的计算与选取；4)模型建立；5)模型验证与应用。本发明构建了新型污染物在水环境中微塑料的分配构效关系，为实际评价污染物与有机物的复合污染提供理论依据，构建的构效关系从反应机制出发，可适用的有机物范围更广，扩大了应用范围。该发明专利回归分析方法简单，模型适用范围广；有利于筛选出优先控制微塑料和有机物复合污染物；以有限的实验数据快速预测新型污染物微塑料与有机物的复合污染情况，操作简单，方法可行，节约大量人力物力成本。但是，对于微塑料与有机物的复合机理以及与生物质炭的相互作用仍有待进一步的研究。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法。

本发明的技术方案是：

一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法，包括以下步骤：

S1、生物炭制备：取小麦秸秆日晒2d，使用蒸馏水冲洗后置于烘箱中烘干，烘干后将小麦秸秆在粉碎机中粉碎，将粉碎后将小麦秸秆置于管式炉内以20-25℃/min的升温速度加热至400℃，保温炭化1h，随后以10℃/min的升温速度加热至500℃，保温炭化2-3h，冷却至室温后取出，将炭化后的小麦秸秆在研磨机中研磨至粒径为0.15-0.45mm的小麦秸秆生物炭粉末；

S2、微塑料制备：取微塑料在粉碎机中粉碎，将粉碎后的微塑料过60-80目筛网筛分，得到微塑料粉末；

S3、混合制备：