朱海燕 王文婷(內蒙古化工職業學院,內蒙古 呼和浩特 010010)
霧霾主要是很多顆粒性物質在靜穩大氣下持續積聚,進而已經超出大氣的承載度以及大氣循環能力所致。細顆粒物由于粒徑比較細小,因此大多數基本上可以直接到達人體肺部,并且沉積在人體肺泡內進入到人體血液循環,這樣會嚴重危害人體的身心健康。目前,機動車尾氣、工業過程、地面揚塵等都是主要的灰塵源頭,其中影響全年空氣質量的就是揚塵,而且揚塵也很難控制。化學抑塵劑對于顆粒性物質飛揚具有有效的控制作用,目前已經被廣泛應用于煤料場、公園、道路、施工工地、廠區、礦山等地方,具有良好的經濟效益和環境效益。雖然化學抑制劑的研究及其應用在我國越來越廣泛,但是很多地方仍然不夠完善,有待進一步研究。
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,進而避免揚塵。根據材料以及作用機理劃分,凝聚型化學抑塵劑可以劃分成高倍吸水樹脂凝集劑、吸濕性無機鹽凝集劑兩大類型。
1.1.1 高倍吸水樹脂凝聚劑
這種抑塵劑近年來開發的一種新型抑塵劑,具有較強的粘結性、良好的保水性能以及較高的吸水倍率,目前在各個領域中已經得到了廣泛應用。李云濤等模擬公路工程施工現場環境,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能力,進而明確抑塵效果,結果發現抑塵劑SAP(濃度0.2%)具有最佳的成膜狀態。凝聚型化學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,假如可以開發出更加廉價的新型合成方法以及原材料,相信其應用范圍將更為廣泛。
1.1.2 吸濕性無機鹽凝聚劑
目前有很多種吸濕性無機鹽材料,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,很容易腐蝕施工設備,也可能會改變水泥、石灰等材料性能,甚至有可能會造成一些危害。
這種抑塵劑的主要成分是某些無機鹽以及表面活性劑,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、發泡以及滲透等諸多方面作用。而吸濕性無機鹽有利于更好的發揮表面活性劑。美國常常會將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,相關學者也開始在確保抑塵效率的基礎上,開發出很多更加廉價的潤濕型化學抑塵劑。
這種化學抑塵的作用原理主要是硅化、粘結、覆蓋、聚合等,避免泥土以及粉塵飛揚,通常按照原料可以劃分為粘結型無機化學抑塵劑(如高嶺土、粉煤灰、鹵化物等)以及粘結型有機化學抑塵劑(石蠟油、原油、聚合物、纖維素濾料、木質素衍生物、瀝青、樹脂等)。通過開發試驗研究證明,這種粘結型化學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,改善粘結型化學抑塵劑的抑塵效果。
這種化學抑塵劑主要是指在某種化學、物理條件下,由2種及以上抑塵劑復合而成,具有吸濕保水、凝并、黏結以及濕潤等諸多方面功能,統一了以上幾種化學抑制劑,因此抑塵效果更佳。近年來不斷開發了新的材料,而且對除塵也提出了更高的要求,在很大程度上推動了復合型抑塵劑的發展。在復雜、惡劣的環境下最好是應用復合型抑塵劑。
我國關于化學抑塵劑的研究起步相對比較晚,但是發展速度非常快。目前我國國內也不斷出現了很多化學抑塵劑的研究成果。化學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型以及潤濕型化學抑塵劑,近年來很多學者已經朝著縱深發展,有機結合了多種抑塵技術,使化學抑塵劑功能更多、環保價值更強、價格更加便宜。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環保型抑塵劑。主要是利用生活垃圾、生產副產品以及工業廢品等原材料制作出低污染、低成本的環保型抑塵劑。這種環保型抑塵劑可有效緩解粉塵中水分蒸發,使抑塵劑的有效抑塵時間盡可能延長。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強度增加或者通過粘著力把表面塵粒粘結在一起,使物料的表層結殼或者使表面粉塵成團進而達到防塵目的。近年來高分子材料得到飛速發展,對于高分子抑塵劑的持續有效性、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抑塵劑的成本。
目前人們的環保意識越來越強,在低排放、低污染以及低能耗的經濟背景下,我們應該開發出統一結合功能型、環境友好型兩方面功能的專用抑塵劑,而且化學抑塵劑未來會朝著無毒無害、低廉、操作簡便、節能等方向發展。
[1]王薇,霍茂清,鄭向軍等.復合型抑塵劑的制備與應用研究[J].環境工程,2010,28(S1):178—204.
[2]李成.關于抑塵劑開發及其存在主要問題的探討[J].環境工程,2013,(31).