朱海燕 王文婷(內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)
霧霾主要是很多顆粒性物質(zhì)在靜穩(wěn)大氣下持續(xù)積聚,進(jìn)而已經(jīng)超出大氣的承載度以及大氣循環(huán)能力所致。細(xì)顆粒物由于粒徑比較細(xì)小,因此大多數(shù)基本上可以直接到達(dá)人體肺部,并且沉積在人體肺泡內(nèi)進(jìn)入到人體血液循環(huán),這樣會(huì)嚴(yán)重危害人體的身心健康。目前,機(jī)動(dòng)車尾氣、工業(yè)過程、地面揚(yáng)塵等都是主要的灰塵源頭,其中影響全年空氣質(zhì)量的就是揚(yáng)塵,而且揚(yáng)塵也很難控制?;瘜W(xué)抑塵劑對于顆粒性物質(zhì)飛揚(yáng)具有有效的控制作用,目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煤料場、公園、道路、施工工地、廠區(qū)、礦山等地方,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。雖然化學(xué)抑制劑的研究及其應(yīng)用在我國越來越廣泛,但是很多地方仍然不夠完善,有待進(jìn)一步研究。
這種抑塵劑主要是由吸收劑組成的,可以吸收大量水分,這樣就可以保持粉塵或者泥土的濕量,進(jìn)而避免揚(yáng)塵。根據(jù)材料以及作用機(jī)理劃分,凝聚型化學(xué)抑塵劑可以劃分成高倍吸水樹脂凝集劑、吸濕性無機(jī)鹽凝集劑兩大類型。
1.1.1 高倍吸水樹脂凝聚劑
這種抑塵劑近年來開發(fā)的一種新型抑塵劑,具有較強(qiáng)的粘結(jié)性、良好的保水性能以及較高的吸水倍率,目前在各個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。李云濤等模擬公路工程施工現(xiàn)場環(huán)境,分別采用了四種不同類型高倍吸水樹脂抑塵劑測試抑塵劑的抗蒸發(fā)能力,進(jìn)而明確抑塵效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)抑塵劑SAP(濃度0.2%)具有最佳的成膜狀態(tài)。凝聚型化學(xué)抑塵劑具有非常好的抗壓性能、保水性能,但是制備成本比較高,只是用于堆料場以及道路,假如可以開發(fā)出更加廉價(jià)的新型合成方法以及原材料,相信其應(yīng)用范圍將更為廣泛。
1.1.2 吸濕性無機(jī)鹽凝聚劑
目前有很多種吸濕性無機(jī)鹽材料,包括硅膠、NaCl、MgCl2、Na2SiO2、CaCl2、AlCl3以及活性氧化鋁等材料,這些材料都可吸收空氣中的水分,增加粉塵的含濕量,幫助粉塵凝并,這樣就可以達(dá)到抑制粉塵的效果。但是需要注意的是,吸濕鹽水溶液的腐蝕性較強(qiáng),很容易腐蝕施工設(shè)備,也可能會(huì)改變水泥、石灰等材料性能,甚至有可能會(huì)造成一些危害。
這種抑塵劑的主要成分是某些無機(jī)鹽以及表面活性劑,可有效提高粉塵的水潤濕效果,尤其是表面活性劑可有減少溶液體系表面張力,具有乳化、潤濕、發(fā)泡以及滲透等諸多方面作用。而吸濕性無機(jī)鹽有利于更好的發(fā)揮表面活性劑。美國常常會(huì)將MgCl2用在春季、夏季的道路固化以及非鋪裝路面抑塵中,其中最為常用的抑塵類型就是鹽以及鹽水。近年來,相關(guān)學(xué)者也開始在確保抑塵效率的基礎(chǔ)上,開發(fā)出很多更加廉價(jià)的潤濕型化學(xué)抑塵劑。
這種化學(xué)抑塵的作用原理主要是硅化、粘結(jié)、覆蓋、聚合等,避免泥土以及粉塵飛揚(yáng),通常按照原料可以劃分為粘結(jié)型無機(jī)化學(xué)抑塵劑(如高嶺土、粉煤灰、鹵化物等)以及粘結(jié)型有機(jī)化學(xué)抑塵劑(石蠟油、原油、聚合物、纖維素濾料、木質(zhì)素衍生物、瀝青、樹脂等)。通過開發(fā)試驗(yàn)研究證明,這種粘結(jié)型化學(xué)抑塵劑具有良好的道路固塵效果,但是乳化性能相對較差,因此必須找到更佳的添加劑提高其性能,改善粘結(jié)型化學(xué)抑塵劑的抑塵效果。
這種化學(xué)抑塵劑主要是指在某種化學(xué)、物理?xiàng)l件下,由2種及以上抑塵劑復(fù)合而成,具有吸濕保水、凝并、黏結(jié)以及濕潤等諸多方面功能,統(tǒng)一了以上幾種化學(xué)抑制劑,因此抑塵效果更佳。近年來不斷開發(fā)了新的材料,而且對除塵也提出了更高的要求,在很大程度上推動(dòng)了復(fù)合型抑塵劑的發(fā)展。在復(fù)雜、惡劣的環(huán)境下最好是應(yīng)用復(fù)合型抑塵劑。
我國關(guān)于化學(xué)抑塵劑的研究起步相對比較晚,但是發(fā)展速度非???。目前我國國內(nèi)也不斷出現(xiàn)了很多化學(xué)抑塵劑的研究成果。化學(xué)抑塵劑是治理霧霾的重要手段,其中早期抑塵劑主要采用的是粘結(jié)型以及潤濕型化學(xué)抑塵劑,近年來很多學(xué)者已經(jīng)朝著縱深發(fā)展,有機(jī)結(jié)合了多種抑塵技術(shù),使化學(xué)抑塵劑功能更多、環(huán)保價(jià)值更強(qiáng)、價(jià)格更加便宜。主要有以下3種:①功能型抑塵劑。具有防腐蝕、防凍、防自燃等特殊功能。②環(huán)保型抑塵劑。主要是利用生活垃圾、生產(chǎn)副產(chǎn)品以及工業(yè)廢品等原材料制作出低污染、低成本的環(huán)保型抑塵劑。這種環(huán)保型抑塵劑可有效緩解粉塵中水分蒸發(fā),使抑塵劑的有效抑塵時(shí)間盡可能延長。目前在車站碼頭、城市道路、礦山道路、建筑工地等地方應(yīng)用較為廣泛。③高分子抑塵劑。這種抑塵劑主要是使塵粒之間的粘結(jié)強(qiáng)度增加或者通過粘著力把表面塵粒粘結(jié)在一起,使物料的表層結(jié)殼或者使表面粉塵成團(tuán)進(jìn)而達(dá)到防塵目的。近年來高分子材料得到飛速發(fā)展,對于高分子抑塵劑的持續(xù)有效性、可操作性以及安全性等更加注重,也大大降低了高分子化學(xué)抑塵劑的成本。
目前人們的環(huán)保意識越來越強(qiáng),在低排放、低污染以及低能耗的經(jīng)濟(jì)背景下,我們應(yīng)該開發(fā)出統(tǒng)一結(jié)合功能型、環(huán)境友好型兩方面功能的專用抑塵劑,而且化學(xué)抑塵劑未來會(huì)朝著無毒無害、低廉、操作簡便、節(jié)能等方向發(fā)展。
[1]王薇,霍茂清,鄭向軍等.復(fù)合型抑塵劑的制備與應(yīng)用研究[J].環(huán)境工程,2010,28(S1):178—204.
[2]李成.關(guān)于抑塵劑開發(fā)及其存在主要問題的探討[J].環(huán)境工程,2013,(31).