吸油吸水能力评估报告

评估单位:悉尼环境与土壤实验室 (Sydney Environmental and Soil Laboritory),澳大利亚政府分析实验室 (Australian Government Analytical Laboritory)

实验室对SpillFix万用型有机吸收材料进行了三项试验,以评估其污染控制与吸收的能力。

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1. 吸油能力

本试验使用机油来检测SpillFix万用型有机吸收材料的最大吸油能力。试验结果对本产品在吸收油污的使用上有重要指导作用。试验使用AS 3743仪器,通过空气孔隙度(AFP)和持水能力(WHC)方法来进行。

首先,我们采用传统的AS 3743方法来检测SpillFix万用型有机吸收材料的持水能力。试验发现310毫升的SpillFix在普通重力情况下能够吸收大约400毫升的水,持水能力为56.3%。此结果是在吸收长度为12厘米的情况下(即12厘米深的SpillFix万用型有机吸收材料)得出的。

吸收试验包括4项测试。首先取710毫升的SpillFix万用型有机吸收材料,放入4个盘中,之后分别倒入100, 200, 400和800毫升的油,使充分混合。静置混合物60小时排除为吸收的油,并对其称量。油的密度已预先测定好,为0.85克/毫升,结果请见下表:

表1. SpillFix万用型有机吸收材料吸油能力

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  100毫升油 200毫升油 400毫升油 800毫升油
未吸收的油 毫升 0.0 0.0 75 396
吸油能力 毫升 100 200 325 404
吸油能力 体积比 % 14.1 28.2 45.8 56.9
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表2. 油/水分离结果

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方法 100毫升油/500毫升水 200毫升油/500毫升水 400毫升油/500毫升水
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油水总体积 600 700 900
未吸收的水 毫升 235 300 345
未吸收的油 毫升 0 25.6 170
吸水能力 毫升 265 (53%) 200 (40%) 155 (31%)
吸油能力 毫升 100 (100%) 174.4 (87.2%) 230 (57.5%)
吸收总体积 365 374.4 385
液体吸收能力 % 51.4 52.7 54.2
油 / 水 吸收比率 1.89 2.18 1.85
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讨论和总结:增加油的体积能够明显提高混合液的吸收总量,同时能够观察到体积的膨胀。

试验中我们发现了很有趣的“分离效应”,即对于油水混合液,SpillFix万用型有机吸收材料会更多地吸收油。测试1显示SpillFix万用型有机吸收材料能够吸收300-400毫升的油,但是如果水在混合液中的含量过高,那么吸油能力即会减少。所以结果是SpillFix万用型有机吸收材料会优先吸收油,但是过多的水会降低其吸油能力。

试验能够通过油水的添加和吸收比例来推测出大概的“分离比率”,比率可见表2的最后一行。三项比率的平均值为1.97,约为2。所以我们可以说SpillFix万用型有机吸收材料对油的吸收率约为水的两倍。

这项结果能够引申为使用建议。由于液体吸收能力约为52%。假设有2升混合液中含有40%的油和60%的水,那么1升的SpillFix万用型有机吸收材料能够吸收520毫升的混合液,其中油的体积为水的2倍,即大约346毫升的油和173毫升的水。所以,2升混合液里40%,即800毫升的油中有43%能够被SpillFix万用型有机吸收材料吸收。

要想把所有的油都吸收,需要多少SpillFix万用型有机吸收材料则是更为复杂的计算。在现实生活中,40/60的油水混合液含油量过高。如果是10升含有5%油和95%水的混合液,或者说500毫升的油和9.5升的水,那么需要多少SpillFix万用型有机吸收材料来吸收完油,同时尽可能不要吸收水?

假设液体吸收能力为52%,其中包括2/3的油和1/3的水,那么要吸收500毫升的油,SpillFix万用型有机吸收材料也会吸收250毫升的水,所以总量为750毫升,除以0.52(液体吸收能力),我们就可以得到1442毫升的SpillFix万用型有机吸收材料。这些可以吸收完所有的油,同时只吸收250毫升的水。为了检测这项推论是否正确,我们在9.5升水和0.5升油的桶中加入了1500毫升的SpillFix万用型有机吸收材料,每小时搅拌几分钟,总共3小时。去除浮起的SpillFix万用型有机吸收材料后,混合液中只有非常少的油(不到10毫升)。

如果要最大限度地吸收油,就可以加入3倍油体积的SpillFix万用型有机吸收材料。如果要彻底去除油,可以增加至4倍油体积,即吸收1升的油需要3-4升的SpillFix万用型有机吸收材料 « 返回页首

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3. 垃圾渗透液测试

垃圾渗透液是从垃圾场渗透出来的液体,常在未经覆盖的或者管理不善的垃圾场出现。渗透液中通常含有锌,酚,氯化物和铵。

方法: 试验人员按照以下方法配制了垃圾渗透液的仿制溶液。
在5个1升烧杯中各添加500毫升的仿制溶液,并向5个烧杯中加入不同量的SpillFix万用型吸收材料。

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10 mg/l 使用醋酸锌
50 mg/l
氰化物 20mg/l 使用氰化钾
100 mg/l 使用氯化铵
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方法 渗透液 毫升 SpillFix 毫升
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0 500 0
1 500 100
2 500 200
3 500 400
4 500 600
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试验人员每个一段时间搅拌烧杯中的溶液,总共用时4小时,之后滤取溶液得到测试液,并对测试液的四种污染成分进行分析。澳大利亚政府分析实验室测量了酚和氯化物,悉尼环境与土壤实验室测量了铵和锌。结果如下:

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方法 吸收材料/500毫升 铵 mg/l 锌 mg/l 酚 mg/l 氰化物 mg/l
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0, 0 70.6 10.3 20.0 12.0
0, 100 53.6 0.2 17.0 10.0
2, 200 44.4 < 0.2 19.0 12.0
3, 400 37.7 < 0.2 12.0 8.3
4, 600 34.3 0.2 11.0 5.9
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讨论: 结果显示,在加入椰纤之后,溶液中的污染物都有减少。铵的吸收很可能是简单的阳离子交换,不呈现线性。试验中随着SpillFix万用型有机吸收材料的增加造成铵的减少是非常典型的“交换曲线”(Sposito 1989)。这种关系表示,尽管过滤液中铵的浓度随着SpillFix万用型有机吸收材料的增加而降低,但是却无法彻底清除,这是典型的交换反应。同样,试验中酚的数据也表明酚的吸收也是与SpillFix万用型有机吸收材料的用量相关的。

从试验可以得到的结论是,要想把70mg/l的铵溶液浓度减少一半,需要添加和水一样体积的SpillFix万用型有机吸收材料。这将根据初始的铵浓度而发生变化。

锌和铵的反应截然不同。这主要是因为锌是一种“优先交换的离子”,不与钠,钾,钙或其他交换更容易发生交换的离子发生竞争。这对于分子重量高的金属(重金属)是非常典型的。试验可见高于10ppm的锌都可以完全除去。这种情况也可能使用于其他重金属。

通过试验可以计算出SpillFix万用型有机吸收材料对于锌的吸收能力至少为每升吸收材料可吸收50.5mg的锌。这一数值可能会更高,因为试验中SpillFix万用型有机吸收材料的用量没有小于100毫升,若用50毫升进行试验,结果可能显示更高。.

酚和氰化物则显示出不同的结果,只有在每500毫升的溶液加入400,600毫升的SpillFix万用型有机吸收材料时才有明显的减少。吸收这两种物质的原理可能是物理吸收,而不是阳离子交换。

在实际应用时,如果SpillFix万用型有机吸收材料和水的比例超过50/50,那么水就会被完全吸收,需要施压才可以将水挤出 « 返回页首

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结论

SpillFix万用型有机吸收材料可以吸收大量的油。这种材料对于油,溶液,水的吸收比率大概都是55%。若要吸收油水混合液中的油,需要加入2倍油体积的SpillFix万用型有机吸收材料。即如果要吸收1升的油,就需要2升的SpillFix万用型有机吸收材料。 « 返回页首

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