[发明专利]一种用于地下环境中氯代烃污染物增溶的微乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于地下环境中氯代烃污染物增溶的微乳液及其制备方法。该微乳液由质量比为1:1的油相和水相组成，其中水相按质量百分比计，包括如下组分：非离子表面活性剂Tween 80 10％～16％、助表面活性剂异丙醇10％～24％、氯化钠8％～12％，其余组分为超纯水，油相为PCE。其制备方法是将表面活性剂、助表面活性剂和无机盐充分溶解于水中获得水相，之后将PCE加入混合均匀的水相中，轻微震荡后静置得到微乳液。本发明的微乳液体系热力学稳定性好、微乳液与油相界面张力低，对氯代烃有良好的增溶效果，增溶效果较清水可提高1900倍；可用于含水层中冲洗残余态氯代烃污染物，应用广泛。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种对地下环境中氯代烃污染物有增溶能力的微乳液及其制备方法。

背景技术

地下水作为一种不可或缺的环境要素，在人类生活中始终起着重要作用。随着化工行业的快速发展，氯代烃作为一种脱脂剂、清洗剂以及化工合成中的常用原料被广泛应用，在地下水中检出率极高。大多数氯代烃如四氯乙烯(PCE)，其密度大于水，属于重质非水相液体(DNAPLs)，在水中的溶解度较低，毒性大且不容易被降解。由于DNAPLs的密度大于水，污染发生时，会在重力作用下一直向下迁移，同时其具有疏水性，在向下迁移的过程中会被截留在含水层介质中，以残余相的形式存在。

修复受DNAPLs污染的含水层常用的技术包括抽出-处理技术(PT)和多相抽提技术 (MPE)，随着抽出的污染污染物的增多，被污染含水层的范围会逐渐减小，污染程度减轻。然而，由于DNAPLs的水溶性较低且与水之间的界面张力较高，在抽取一段时间后常出现“拖尾”和“反弹”的现象。

场地修复中常在抽取后期加入表面活性剂，利用表面活性剂对疏水氯代烃的增溶作用来提高抽取效率。但表面活性剂的增溶效果有限，多数对氯代烃的增溶能力较清水增溶可提高一个数量级，而微乳液对疏水性有机物有很好的增溶效果，并且具有超低的界面张力、超强的乳化能力和良好的表面润湿能力。因此，在场地中使用抽出-处理技术后针对地下含水层中残余态氯代烃污染物可以使用微乳液冲洗技术。

微乳液是由表面活性剂、水、油、助表面活性剂等组分，在一定比例下，形成的透明或半透明、热力学稳定、光学各向同性的体系。Shinoda和Friberg认为微乳液是溶胀的胶团，当水溶液中表面活性剂浓度大于临界胶束浓度后，会形成胶束，此时加入一定量的油(或加入一定量油和助表面活性剂的混合液)，油会进入胶束内部被增溶，随着进入胶束中油量的增加，胶束溶胀形成微乳液，故称微乳液为胶团乳状液。溶胀的胶束可为疏水氯代烃提供更大的存储空间，从而提高其在水中的溶解度，形成“超级增溶”。微乳液“超级增溶”是胶束增溶概念的延伸，这些溶胀的胶束增溶能力比普通胶束的增溶能力高一个数量级，较清水增溶可提高两至三个数量级。

传统上微乳液多用于石油化工、生物医药领域，近些年在环境保护领域才有所发展，主要用于土壤等地下环境中洗涤、增溶各种难水溶性污染物。目前，所用微乳液多是用正辛烷、正己烷等轻质有机溶剂作为油相配制而成后再增溶难水溶性污染物，且增溶能力较清水增溶通常可提高为两个数量级。

发明内容

本发明提供了一种以污染物氯代烃为油相，用于氯代烃污染物超级增溶的微乳液，还提供了一种微乳液的制备方法，以克服现有微乳液增溶效果差，且无法避免轻质有机溶剂使用的缺点，本发明微乳液增溶效果显著，可以有效的提高氯代烃在水中的溶解度，并且使用的油相是待治理的氯化烃，实现了污染物的资源利用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种用于地下环境中氯代烃污染物增溶的微乳液，由油相和水相组成，其中水相按质量百分比计，包括如下组分：非离子表面活性剂8％～16％、助表面活性剂8％～24％、无机盐 8％～12％，其余组分为超纯水；所述油相和超纯水的质量比为：1:1；

所述油相为四氯乙烯；所述非离子表面活性剂为Tween 80；所述助表面活性剂为可生物降解的异丙醇(IPA)；所述无机盐为氯化钠。