生态友好型抑尘剂的制备及性能研究

摘要

我国北方地区，每年冬春季节沙尘天气和扬尘污染比较严重，虽然近年有减轻的趋势，但是由此带来的颗粒物污染一直是一个很严重的问题，引发了人们越来越多的关注。其中，郊区季节性裸露农田是沙尘天气和扬尘颗粒物污染的重要尘源之一。为控制中国北方城市郊区裸露农田土壤风蚀，改善城市环境空气质量，本文合成了一种生态友好型抑尘剂(“SY”抑尘剂)。为了研究“SY”抑尘剂的性能，论文对该“SY”抑尘剂以及其他市面上购买的4种抑尘剂进行了性能对比测试，包括黏度、保湿性、水稳定性、抗风蚀能力、对植物种子出苗率的影响和土壤土质的影响，所得主要结论如下:
　　1、该“SY”抑尘剂以盐地碱蓬籽饼为主要原料，以十二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇等为辅料，经化学合成制备得到。该“SY”抑尘剂最佳配比下溶液的固含量为3％，其黏度为55.1mPa·s，比其他四种抑尘剂的黏度要高，对土壤颗粒的粘结性能较好。在密实土壤颗粒中的渗透速度为0.03cm/min，比其他四种抑尘剂的渗透速度要慢，渗透性能一般，与黏度较大有关。
　　2、喷洒“SY”型抑尘剂的固结层含水率整体下降较慢，72h时其含水率为4.2％，依然高于4％，保湿性较好。
　　3、该“SY”抑尘剂的水稳定性较好，经过四次反复的喷淋、浸泡、风干的过程后，喷淋过程未发现有水冲蚀现象，浸泡时固结层表面光滑有韧性，风干后无裂纹或裂纹较少，固结层整体保持完好，仅仅变得有些略薄，说明该“SY”抑尘剂具有抵抗至少四次水蚀的能力。
　　4、通过风洞实验验证了该“SY”抑尘剂的抗风蚀能力，喷洒“SY”抑尘剂的样品单位面积土壤累积损失量小于0.7g/m2，抗风蚀效果好，抑尘效率可提高99％以上。
　　5、此外，由于“SY”抑尘剂中的碱蓬籽饼含有有机物质和少量的N、P、K、Mg、Ca等成分，喷洒在农田土壤表面后，可以提高土壤的营养成分，促进植物生长。从植物种子发芽率实验可以明显的看出，喷洒“SY”抑尘剂的样品种子的成活率可以达到95.6％，而且植物长势最好。
　　6、通过测试抑尘剂对土壤土质的影响，发现喷洒该“SY”抑尘剂可使土壤中的有机质、重碳酸盐碱度、速效K、交换性Ca、交换性Mg的含量分别有不同程度的增加，微量元素Zn、Hg、Ni、B的含量有略微增加，而Pb、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn等微量元素含量有所减少，As、Se的含量基本保持不变。说明，喷洒该“SY”型抑尘剂对土壤土质不仅没有任何危害，而且在一定程度上具有改良土壤土质的作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 颗粒物污染状况及其控制措施

1．1．1 颗粒物污染及扬尘的贡献

1．1．2 扬尘污染及其危害

1．1．3 控制措施

第二节 抑尘剂的研究现状

1．2．1 抑尘剂的类型

1．2．2 抑尘剂的性能

第三节 研究内容及技术路线

1．3．1 现有抑尘剂存在的问题

1．3．2 研究内容及意义

1．3．3 技术路线

第二章 生态友好型抑尘剂的制备

第一节 生态友好型抑尘剂原料的选择

2．1．1 生物质材料的选择

2．1．2 水溶性聚合物的选择

2．1．3 表面活性剂的选择

2．1．4 保湿剂的选择

2．1．5 塑膜剂的选择

2．1．6 防腐剂(备选)

第二节 生态友好型抑尘剂配料方案的确定过程

2．2．1 生态友好型抑尘剂的合成步骤

2．2．2 正交实验设计

2．2．3 抑尘剂性能测试内容与方法

2．2．4 性能测试结果与分析

2．2．5 确定生态友好型抑尘剂的最佳配比方案

2．2．6 生态友好型抑尘剂的表观效果及喷洒土样微观结构分析

2．2．7 生态友好型抑尘剂的成本分析

2．2．8 生态友好型抑尘剂的使用方法

第三章 生态友好型抑尘剂应用性能的对比研究

第一节 五种不同抑尘剂的性能对比实验

3．1．1 抑尘剂抗风蚀能力对比实验

3．1．2 抑尘剂对农作物种子出苗率的影响实验

3．1．3 抑尘剂对农田土壤的影响

第二节 不同抑尘剂性能对比测试结果与分析

3．2．1 不同抑尘剂的黏度对比

3．2．2 不同抑尘剂的保湿性对比研究

3．2．3 固结层水稳定性对比研究

3．2．4 抑尘剂抗风蚀对比研究

3．2．5 抑尘剂对农作物种子出苗率的影响

3．2．6 抑尘剂对农田土壤的影响

第四章 结论与展望

第一节 结论

第二节 创新点

第三节 展望

参考文献

致谢

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果