一种从包含微纳塑料的水体中去除微纳塑料的方法

技术领域

本发明涉及水质净化处理技术领域，特别涉及一种从包含微纳塑料的水体中去除微纳塑料的方法。

背景技术

塑料自发明以来，对人类的生产生活造成了极大的影响。2019年，全球塑料年产量已经达到3.68亿吨，废弃的塑料在阳光、雨水、风、生物等自然因素的长期作用下，会破碎成为体积更小的碎片。

微纳塑料(MNPs)作为一种新型的水体污染物受到了越来越多的关注，MNPs是尺寸<5mm塑料颗粒的总称，它们尺寸较小，并在环境中不断迁移，并可以通过水体和食物链进入生物体，对人类和生物的健康产生不利的影响，为了降低人类和其他生物对微塑料的暴露风险，通过一定技术方法去除水体中的微塑料是亟待解决的问题。

发明内容

基于此，本发明的目的是提出一种从包含微纳塑料的水体中去除微纳塑料的方法，以二价铁盐为絮凝剂，通过调控水体的OH

根据本发明提出的一种从包含微纳塑料的水体中去除微纳塑料的方法，所述方法包括：

在缺氧的条件下，以二价铁盐为絮凝剂，在以第一预设搅拌速度搅拌的过程中将所述二价铁盐加入到包含有微纳塑料的水体中；

在以第二预设搅拌速度搅拌的过程中将氢氧化钠溶液，以调节水体体系中OH

敞开水体体系，让氧气扩散进入，溶解氧浓度为0.1-1mg/L，静置沉降以分离水体中微纳塑料。

所述二价铁盐去除水体中的微纳塑料的机理如下：二价铁离子溶于水，与水体中的微纳塑料发生相互作用，并吸附附着在微纳塑料表面；在加碱调节OH

优选地，溶解氧浓度为0.5mg/L。

优选地，所述二价铁盐的浓度为0.01-10mmol/L。

优选地，所述二价铁盐的浓度为0.1-0.5mmol/L。

优选地，所述第一预设搅拌速度为大于100r/min，所述第二预设搅拌速度为小于50r/min。

优选地，在所述敞开水体体系，让氧气扩散进入，静置沉降以分离水体中微纳塑料的步骤中：

静置时间为2-24h。

优选地，所述OH

本发明提出的一种去除水体中微纳塑料的方法，具有絮凝剂成本低、使用剂量小、絮凝沉降效果好、水体中残留絮凝离子浓度低等优点，可以用于去除饮用水、污水、自然水体中的微纳塑料。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。

附图说明

图1a为分别投加0.1、0.5、1、5和10mmol/L FeSO

图2a为分别投加0.1和0.5mmol/L FeSO

图3a为用磁铁吸附水体中的以FeSO

图4a为实施例1中所形成絮体的电子显微镜形貌图，图4c和图4d为实施例1中所形成絮体的透射电子显微镜形貌图。

图5为投加0.1mM FeSO

图6为投加0.1mM FeSO

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本发明一些优选的实施例中，该一种去除水体中微纳塑料的方法包括以下步骤：

步骤S01：在缺氧的条件下，以二价铁盐为絮凝剂，在以第一预设搅拌速度搅拌的过程中将所述二价铁盐加入到包含有微纳塑料的水体中；

在本步骤中，需要保持水体处于缺氧甚至无氧的环境，而后以二价铁盐为絮凝剂，该二价铁盐可以为氯化亚铁，也可以为硫酸亚铁，或者为氯化亚铁和硫酸亚铁的混合液，该所述二价铁盐的浓度为0.01-10mmol/L，优选为0.1-0.5mmol/L，例如在本发明一些较佳的实施例中，二价铁盐的浓度可为0.1mmol/L、0.3mmol/L、0.5mmol/L等等。

还需指出的是，所述OH

步骤S02：在以第二预设搅拌速度搅拌的过程中将氢氧化钠溶液，以调节水体体系中OH

需要说明的是，第一预设搅拌速度一般大于第二预设搅拌速度，即步骤S01需保持较高的搅拌速度，步骤S02需保持较低的搅拌速度，所述第一预设搅拌速度为大于100r/min，所述第二预设搅拌速度为小于50r/min，示例性地，在本发明一些较佳的实施例中，第一搅拌速度可为180r/min、200r/min、220r/min等等，第二预设搅拌速度可为30r/min、40r/min、50r/min等等。

步骤S03：敞开水体体系，让氧气扩散进入，静置沉降以分离水体中微纳塑料。

静置时间为2-24h，示例性地，静置时间可为10h、12h、14h等等。

实施例1

以FeSO

a)微纳塑料分散：将粒径为500和100nm的PS微球均匀分散在水体中，控制浓度为10mg/L，并曝N

b)投加絮凝剂：在200r/min的磁力搅拌下分别加入0.1、0.5mmol/L FeSO

c)调控水体环境：在慢速搅拌下，缓慢加入0.1mol/L NaOH溶液，调节体系OH

d)浊度和絮体表征：静置12h后，取水样测试浊度，计算水体浊度去除率(Turbidity removal rate)；取絮凝体，烘干，进行电子显微镜形貌和X射线衍射(XRD)表征。

浊度去除结果见图2，絮体的电子显微镜形貌图见图4，XRD结果见图3b。

对比例1

FeSO

d)微纳塑料分散：将粒径为500和100nm的PS微球均匀分散在水体中，控制浓度为10mg/L；

e)投加絮凝剂：在200r/min的磁力搅拌下分别加入0.1、0.5、1、5、10mmol/L FeSO4絮凝剂；

f)浊度和絮体表征：静置12h后，取水样测试浊度。

浊度去除结果见图1。

图1a显示，投加0.1-1mmol/L FeSO

图3a显示，以FeSO

图5显示，投加0.1mM FeSO

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。