[发明专利]一种包埋式硫酸盐腐蚀监测与自修复多功能微球囊

说明书

本发明公开了一种包埋式硫酸盐腐蚀监测与自修复多功能微球囊，由内向外依次包括核心反应层、中间隔离层和外侧防护层，核心反应层为释氧修复材料，中间隔离层为复合有机材料，外侧防护层为牺牲阳极材料；释氧修复材料释放后，与水反应释放氧气，造成土壤和地下水环境中氧化还原电位上升，说明外侧防护层被腐蚀破坏，监测腐蚀作用的方式；中间隔离层中的溴酸盐作为土壤和地下水监测的指示剂，如果其浓度短时升高，也说明外侧防护层被腐蚀破坏，提醒人们加强后期监测；氧化还原电位的快速上升，能够改变土壤和地下水还原环境，破坏起腐蚀作用的还原性SRB菌的生存环境，抑制微生物生长，起到自动修复土壤和地下水的作用。

技术领域

本发明涉及硫酸盐腐蚀监测与自修复技术领域，尤其是一种包埋式硫酸盐腐蚀监测与自修复多功能微球囊。

背景技术

硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria，简称SRB)是一类独特的原核生理群组，是一类具有各种形态特征，能通过异化作用将硫酸盐作为有机物的电子受体进行硫酸盐还原的严格厌氧菌。SRB在地球上分布很广泛，通过多种相互作用发挥诸多潜力，尤其在微生物的代谢等活动中造成的缺氧的水陆环境，如土壤、海水、河水、地下管道以及油气井、淹水稻田土壤、河流和湖泊沉积物、沼泥等富含有机质和硫酸盐的厌氧生境和某些极端环境。

研究表明在无氧或极少氧情况下，它能利用金属表面的有机物作为碳源，并利用细菌生物膜内产生的氢，将硫酸盐还原成硫化氢，对埋在地下的铁构件的腐蚀起着重要作用。

虽然从理论上讲，SRB为严格的厌氧菌，但随着研究的深入，已有研究结果表明SRB并非严格意义上的绝对厌氧，而是兼性厌氧。但总体上来说，SRB对氧还是极其敏感的，提高氧化还原电位是抑制SRB的有效方法。

因此提供一种能够监测硫酸盐腐蚀并且能够提高氧化还原电位的物质势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够监测硫酸盐腐蚀并且能够自动修复土壤和地下水的物质。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种包埋式硫酸盐腐蚀监测与自修复多功能微球囊，由内向外依次包括核心反应层、中间隔离层和外侧防护层，核心反应层为释氧修复材料，中间隔离层为复合有机材料，外侧防护层为牺牲阳极材料。

优选的，上述的微球囊，牺牲阳极材料包含锌、微米铁。

优选的，上述的微球囊，释氧修复材料包含过碳酸盐。

优选的，上述的微球囊，复合有机材料包含溴酸盐。

优选的，上述的微球囊直径为0-2mm。

本发明还提供了一种包埋式硫酸盐腐蚀监测与自修复多功能微球囊的用途，用于应对原位化学修复后土壤和地下水中残留硫酸盐造成的长期腐蚀的防护。

本发明还提供了将包埋式硫酸盐腐蚀监测与自修复多功能微球囊作为添加剂，添加到新建建筑基础表面的面层或外立面中，起到腐蚀预防和被动腐蚀控制的效果。

本发明还提供了将包埋式硫酸盐腐蚀监测与自修复多功能微球囊作为主动腐蚀抑制剂，通过原位注入至已经发生腐蚀行为的区域土壤或地下水中，对腐蚀源进行抑制。

本发明的有益效果是：提供一种包埋式硫酸盐腐蚀监测与自修复多功能微球囊，核心反应层的释氧修复材料释放后，与水反应释放氧气，造成土壤和地下水环境中氧化还原条件变化，起到如下作用：

1)土壤和地下水环境中氧化还原条件变化，氧化还原电位上升，说明外侧防护层被腐蚀破坏，监测腐蚀作用的方式；

2)中间隔离层中有溴酸盐等非自然界中的元素，作为土壤和地下水监测的指示剂，如果其浓度短时升高，说明外侧防护层被腐蚀破坏，提醒人们加强后期监测；