[发明专利]一种纵向分布海洋溢油吸附材料及其制备方法和模拟装置

说明书

本发明属于环境模拟领域，公开了一种纵向分布海洋溢油吸附材料及其制备方法和模拟装置，将纳米二氧化钛、碳纤维粉和空心玻璃微珠加入环氧树脂体系中搅拌至完全浸润，继续搅拌直至得到泥状浆料即为海洋溢油吸附材料；模拟装置包括透明的柱体水槽，柱体水槽内填充有投加石油污染物的真实海水或模拟海水；柱体水槽设置进水系统和排水系统并安装搅拌器；柱体水槽内放置有海洋溢油吸附材料制成的吸油球体以观察其位置和吸油情况。本发明通过控制不同质量比得到不同密度的吸附材料，实现不同层面残留油类物质的特异性去除，同时构建一种纵向分布海洋溢油吸附模拟装置，用于海洋溢油纵向分布及吸附材料不同位置情况的研究。

技术领域

本发明属于环境模拟领域，具体的说，是涉及一种利用梯度法去除海洋溢油的吸附材料及其制备方法，和不同层次纵向梯度海水环境的溢油吸附模拟装置。

背景技术

海上溢油事故频发，并且石油在开采、存储和使用过程中都可能造成溢油事故的发生，这不仅给环境带来危害，而且在海面的凝结油还可能燃烧产生安全问题。更严重的是，不仅污染海面对水生生物产生危害，而且石油还会沉到海底，其危害更是难以预计。2011年6月4日和17日，位于渤海中部的蓬莱19-3油田先后发生溢油事故，初步估计共造成劣四类海水面积840平方公里，油田附近海域海水中石油类的平均浓度超过历史背景值40.5倍，对渤海海洋生态环境造成严重的污染损害。

溢油在海洋环境中会发生一系列的物理、化学、生物等风化过程，其在海洋中的存在形式主要分为三种：(1)漂浮在海面的残油；(2)溶解分散态，进入海洋水体的过程。(3)凝聚态残留物，一旦原油沉积在底部，通常会被其他沉积物覆盖并且降解十分缓慢。由于海洋溢油的危害性，海洋石油污染治理已成为一大研究热点，迄今为止也取得了可喜的研究成果。目前，通常处理海洋石油污染修复的方法主要有物理、化学、生物法等。物理方法主要利用清污船、围油栏、吸油材料等。化学处理法通常利用消油剂、凝油剂、集油剂、沉降剂等。生物法主要有酵母菌去除溢油、微生物分解石油等。但是在溢油事故发生后，石油成分会于不同水体深度有不同分布。现今对海洋石油污染的监测主要是海水或底泥中总石油烃、饱和烃或芳香烃等成分的量化研究，没有研究海水深度对石油成分分布的影响，也没有对各梯度石油成分变化进行监测，对海洋石油污染治理没有针对性。且国内外发表了许多有关海洋溢油分析的模拟装置，较好研究漂浮在海面的残油与凝聚态残留物，但针对海水中石油纵向分布研究较少，Faksness等人在室外进行了高度约为1m的极地海水中石油成分分析，因此设计能够用于室内实验的纵向分析装置具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的是海洋不同深度梯次中污染物存在形式差异性的技术问题，提供一种纵向分布海洋溢油吸附材料及其制备方法，通过控制不同质量比得到不同密度的吸附材料，实现不同层面残留油类物质的特异性去除，从而获得能位于不同深度层次的纵向分布海洋溢油吸附材料及其制备方法，同时构建一种纵向分布海洋溢油吸附模拟装置，用于海洋溢油纵向分布及吸附材料不同位置情况的研究。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种纵向分布海洋溢油吸附材料，该纵向分布海洋溢油吸附材料由环氧树脂体系、150-200质量份的纳米二氧化钛、25-50质量份的碳纤维粉、0-200质量份的空心玻璃微珠组成；其中所述环氧树脂体系由100质量份的脂环族环氧树脂、100-120质量份的酸酐类固化剂、1-2质量份的偶联剂、1质量份的固化促进剂混合而成。

该纵向分布海洋溢油吸附材料的密度为0.90-1.85g/cm³。

该纵向分布海洋溢油吸附材料的吸油率为50-70％。

当所述空心玻璃微珠的质量份为70-200时，可使该纵向分布海洋溢油吸附材料位于容器中的真实海水或模拟海水液面上。

当所述空心玻璃微珠的质量份为0-25时，可使该纵向分布海洋溢油吸附材料位于容器中的真实海水或模拟海水底部。