发布时间:2023-09-27 15:06:24
绪论:一篇引人入胜的空气污染防治方法,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

Abstract: as people increasing awareness of the indoor environment, people on indoor air quality requirements of the more and more is also high, this paper in indoor air source of environmental pollutants, harm, inspection and control methods are described.
Keywords: indoor air quality; Pollution; Detection; Control method
中图分类号: X820.文献标识码:A文章编号:
0 前言
随着现代物质文明的发展及工作环境的优化,人们有70%以上的时间留在家中、办公室或处身其它室内环境。良好的室内空气质量是保障身体健康最重要的因素,不合格的室内空气可导致身体不适,健康欠佳 ( 例如头痛、眼睛痕痒、呼吸困难、皮肤过敏、疲劳或呕吐等 ),而在工作中,更会引致高缺勤率及低生产效率。近年来家装业发展迅速,不规范的家装带来的负面影响十分严重,而目前建材市场的混乱,造成非环保、低劣质的家装材料进入家居,有害气体的污染十分突出。影响室内空气环境的有害物质很多,最常见的就是甲醛,氨,苯、TVOC和氡等。本文就以上几种污染物的来源、危害、检测以及防治措施作简单的论述。
1室内空气中污染物的来源
1.1甲醛
用作室内装饰装修的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板、木芯板等人造材料,在生产制作中,需要甲醛作粘合剂,粘合剂以甲醛为主要成分的脲醛树脂,另外甲醛还具防虫防腐功能而被广泛运用,各种板材残留的甲醛会逐渐向环境释放。其次地板家具的油漆、壁纸、涂料的稀释剂等,一旦用于装修暴露在室内就会释放甲醛。
1.2氨
主要来自建筑施工中使用的混凝土外加剂,主要有两种,一种是在冬季施工过程中,在混凝土墙体中加入混凝土防冻剂;另一种是为了提高混凝土的凝固速度,使用高碱混凝土膨胀剂和早强剂。这些含有大量氨类物质的外加剂在墙体中随着温湿度等环境因素的变化而还原成氨气从墙体中缓慢释放出来,造成室内空气中氨的浓度不断增高。另外氨还来自于室内装饰、装修材料,如家具涂装时作为添加剂和增白剂均使用氨水,氨水为建筑材料市场常用商品之一。
1.3苯
苯在室内装饰、装修所用的各种建材中大量普遍存在,装修使用的胶漆、涂料等,都是室内有机挥发组分包括苯污染的源头。室内装修以涂料用量比例较大。涂料主要成分多为树脂类有机高分子化合物,施工使用时需用稀释剂调合。主要有辛那水、松香水及脂、酮、醚、醇类以及苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类等按一定比例与涂料配制使用,居室涂料后,挥发性强的稀释剂大气弥散空气中,是引起人中毒的主要祸首。
1.4 TVOC
TVOC又称总挥发性有机化合物,它含苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、十一烷等。室内的TVOC主要是由建筑材料、室内装饰材料及生活和办公用品等散发出来的。如建筑材料中的人造板、泡沫隔热材料、塑料板材;室内装饰材料中的油漆、涂料、粘合剂、壁纸、地毯;生活中用的化妆品、洗涤剂等;办公用品主要是指油墨、复印机、打字机等。 此外,家用燃料及吸烟、人体排泄物及室外工业废气、汽车尾气、光化学污染也是影响室内总挥发性有机物(TVOC)含有量的主要因素。
1.5氡
氡是由镭衰变产生的自然界唯一分布极广的天然放射性无色无味的惰性气体。室内氡的污染来源于:房基土壤中析出的氡;建筑材料中析出的氡;户外空气中进入室内的氡;供水及用于暖通和厨房设备燃煤与天然气中释放的氡。
2室内空气中污染物的危害
2.1甲醛
甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用,甲醛是原浆毒物质,能与蛋白质结合、高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛。皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死,吸入高浓度甲醛时可诱发支气管哮喘。高浓度甲醛还是一种基因毒性物质。实验动物在实验室高浓度吸入的情况下,可引起鼻咽肿瘤、白血病等。长期接触低剂量甲醛,可以引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症,引起新生儿体质降低,染色体异常,引起少年儿童智力下降等。
2.2氨
氨对接触组织有腐蚀刺激作用,可吸收组织水分,使组织蛋白变性,并使组织脂肪皂化破坏组织膜结构。溶解性极强,浓度过高时除腐蚀刺激作用外,还可通过三叉神经末梢反射引起心脏停博呼吸停止,氨通过肺部吸收,少部分可被CO2中和,剩下部分被血液吸收或随汗、尿呼吸排出。短期内吸入大量的氨气出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、胸闷、呼吸困难,并伴有头痛、头晕、恶心、呕吐、乏力等,严重者发生水肿,呼吸窘迫综合症,当氨浓度为13mg/m3时,被接触人尿和血液中尿素和氨明显增高。
2.3苯
苯为无色具有特殊芳香味的液体,是室内挥发性有机物的一种。人在短时间内吸入高浓度苯时,会出现中枢神经系统麻醉作用,轻者出现头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、乏力等现象,重者还会导致昏迷、甚至因呼吸、循环系统衰竭而死亡!如果长期接触一定浓度的苯,会引起慢性中毒,出现头痛、失眠、精神萎靡不振、记忆力减退等神经衰弱症状。
2.4 TVOC
TVOC能引起机体免疫水平失调,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等自觉症状;TVOC还可使眼睛不适,感到赤热、干燥、沙眼、流泪,喉部不适,感到咽喉干燥,呼吸毛病,气喘、支气管哮喘等,同时还可能影响消化系统,出现食欲不振、恶心等,严重时可损伤肝脏和造血系统。
2.5氡
接触高浓度的氡,人会出现血红细胞的变化,氡对脂肪的亲和力很高,若与神经系统结合损害更大。氡的危害具有潜伏期。氡被人体吸收后,其衰变的阿尔发粒子在人的呼吸系统造成辐射拐伤,诱发肺癌。氡是除吸烟外引起肺癌的第二杀手。被世界卫生组织列为19种主要的环境致癌物质之一。
3室内空气中污染物的检测
3.1甲醛和氨
甲醛和氨一般都是用分光光度法来进行检测的,具体的实验步骤如下。
(1)在现场用一个内装5ml (氨为10mL)吸收液的大型气泡吸收管,以0.5L/min的流量抽取10L(氨为5L)空气,及时记录采样点的温度及大气压力。采样后样品在室温下保存,于24h内分析。
(2)将所采回来的样品放在分光光度计上进行检测,测得相应的吸光度值,进而得出空气中甲醛和氨的含量。
3.2苯和TVOC
苯和TVOC主要是采用气相色谱法进行检测,具体的实验步骤如下。
(1)在现场打开Tenax-TA管,与空气采样器入气口垂直连接,以0.5L/min的速度抽取10L空气,精确计时。采样后,应将吸附管的两端套上塑料帽,并记录采样时的温度和大气压力,Tenax-TA管在采样前已老化。
(2)将采回来的样品放在气相色谱仪上进行气相色谱分析,得出相应的谱图,根据谱图分析苯和TVOC的含量。
3.3氡
氡一般用连续测氡仪直接测出其在空气中的含量。
4室内空气中污染物的防治措施
健康的生活,源于清新的空气,室内空气对身体的健康影响颇大,要想改善室内空气品质必须从源头开始控制,第一,尽量选择环保建材;第二,装修不要太复杂,特别是儿童房尽量减少墙纸的使用和家具的摆放;第三,可以与装修同步进行装修污染治理,即对装修使用的石膏板、木工板或其他板材未上油漆前进行药剂治理,对于强化木地板,未安装前药剂治理一次,装修整体完工后再全面治理一次,这样就可以减少源头上的污染。
同时也可以用以下几个简单有效、实用经济的方法来提高室内空气的质量。
4.1植物消除法
吊兰、芦荟、虎尾兰能适量吸收室内甲醛等污染物质,改善室内空气污染状态;茉莉、丁香、金银花、牵牛花等花卉分泌出来的杀菌素能够杀死空气中的某些细菌,抑制结核、痢疾病原体和伤寒病菌的生长,使室内空气清洁卫生。但植物本身吸附作用较为微软,一般作为辅助方式。
4.2活性炭吸附法
活性炭能够对室内有害气体起到吸附作用,它是利用木炭、竹炭、各种果壳和优质煤等作为原料,通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。
4.3加强通风法
膜污染是指在膜过滤过程中,水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象[1]。
实际上,膜的可靠性是目前阻碍膜技术推广应用的关键之一,而污染问题又是影响其可靠性的决定性因素。据调查,就超滤而言,污染仍是其主要问题,污染的消除将使超滤过程效率提高30%以上,使投资减少15%,而且能提高分离效果,使超滤范围拓宽[2]。对膜污染种类及其成因的具体分析,将有助于采取合适的措施减弱或消除它的不良影响。
1 沉淀污染
以压力为推动力的膜分离技术有反渗透(RO),纳滤(NF),超滤(UF)和微滤(MF)。根据不同膜与水中微粒的相互关系[3],可知沉淀污染对RO和NF的影响尤为显著。
当原水中盐的浓度超过了其溶解度,就会在膜上形成沉淀或结垢。普遍受人们关注的污染物是钙、镁、铁和其它金属的沉淀物,如氢氧化物、碳酸盐和硫酸盐等。
设在溶液中有化学反应:x Ay-+y Bx+=AxBy
当不考虑盐类之间的相互作用时,溶度积Ksp= γxA[Ay-]xγyB[Bx+]y为常数。其中,γA、γB为自由离子A和B的平均活度系数;[A],[B]为溶液中的摩尔浓度;x,y为化学配比系数。平均活度系数可用离子强度[I ]的函数来估测:
logγA=-0.509 ZAI1/2,
logγB=0.509 ZBI1/2;
ZA、ZB为自由离子的化合价。对稀溶液,如大多数天然水体,其活度系数γA、γB近似等于1。
如图1所示,进料液,浓缩液,渗透液浓度分别为Cf,Cr,Cp。
由阻截率知:
R=1-Cp/Cf(1)
设系统回收率为r,由物料平衡,知:
Cf-(1-r)Cr=rCp(2)
由式(1),(2)可得:
Cr=Cf[1-r(1-R)]/(1-r)(3)
由(3)式可以看出,浓缩液中截留盐浓度Cr,随进水浓度Cf,回收率r和截留率R的增加而增加。此时,被截留的浓缩液溶度积Kspr=γAx [Ay-]xrγBy[Bx+]ry。当浓缩液溶度积Kspr与溶液溶度积Ksp的比值大于1时,就存在着盐析出的可能性。
实际上,方程(3)低估了促进沉淀生成和结垢的盐浓度,因为其推导中未考虑浓度极化。鉴于这个原因,引入浓度极化因子PF(边界层与溶液中浓度之比值,大于1),PF值通常可用回收率r的指数函数的形式来估计,
PF=exp(K×r)(4)
其中K为半经验常数,对于商业应用的RO膜组件,取值为0.6~0.9,结垢在RO装置的最后几个单元中(即在浓度最高的地方)最先形成。
避免沉淀污染的方法主要是减少离子积中阳离子或阴离子的浓度。例如,添加酸可减少氢氧化物和碳酸盐的浓度,使金属离子沉淀难以生成。原水可通过石灰软化沉淀或离子交换等预处理方法去除易结垢的金属离子(如Ca2+、Mg2+等)。还可以加入阻垢剂,例如磷酸六甲基,以阻碍沉淀生成。
2 吸附污染
有机物在膜表面的吸附通常是影响膜性能的主要因素。随时间的延长,污染物在膜孔内的吸附或累积会导致孔径减少和膜阻增大,这是难以恢复的。腐殖酸和其他天然有机物(NOM) 即使在较低浓度下,对渗透率的影响也大大超过了粘土或其它无机胶粒[4]。
与膜污染相关的有机物特征包括它们对膜的亲和性,分子量,功能团和构型。带负电荷功能团的有机聚合电解质(如腐殖酸和富里酸)会与带有负电荷的膜表面之间存在静电斥力。用在水和废水处理中的聚砜、醋酸纤维树脂、陶瓷和薄表层复合膜表面都带有一定程度的负电荷。一般来讲,膜表面电荷密度越大,膜的亲水性就越强。而疏水作用可增加NOM在膜上的积累,导致更严重的吸附污染。
根据化学组成,可识别造成膜污染的NOM中的特定组分。利用热解气相色谱(GC)/质谱(MS) 分馏技术,识别出多糖和多羟基芳香族化合物是地表水和岩溶地下水中的两种主要组分。试验证明,多羟基芳香族化合物比多糖吸附污染严重得多[5]。
NOM除对膜的直接吸附污染外,对胶体在膜上的粘附沉积也起着重要作用。对沉积层中天然水体出现的有机污染物种类和它们的相对浓度分析表明,聚酚醛化合物,蛋白质和多糖与胶体粘附在一起沉积到膜上,并且在膜表面形成凝胶层。因此,吸附污染和水中有机物形成凝胶层的稳定性影响了纯水力清洗的效率。纯水力清洗的方法有反冲洗,快速脉冲或横向流反向冲洗。用作膜化学清洗的试剂必须能有效溶解凝胶层中的有机化合物。因此,用作膜的化学清洗的溶液通常由苛性物质和酶剂组成。
3 生物污染
生物污染是指微生物在膜-水界面上积累,从而影响系统性能的现象[6]。膜组件内部潮湿阴暗,是一个微生物生长的理想环境,所以一旦原水的生物活性水平较高,则极易发生膜的生物污染。膜的生物污染分两个阶段:粘附和生长。在溶液中没有投入生物杀虫剂或投入量不足时,粘附细胞会在进水营养物质的供养下成长繁殖,形成生物膜。在一级生物膜上的二次粘附或卷吸进一步发展了生物膜。老化的生物膜细菌主要分解成蛋白质、核酸、多糖酯和其它大分子物质,这些物质强烈吸附在膜面上引起膜表面改性。被改性的膜表面更容易吸引其它种类的微生物。微生物的一个重要特征是它们具有对变化营养、水动力或其它条件作出迅速生化和基因调节的能力。因此,生物污染问题比非活性的胶体污染或矿物质结垢更为严重。
细菌,真菌和其它微生物组成的生物膜,可直接(通过酶作用)或间接(通过局部pH或还原电势作用)降解膜聚合物或其它RO单元组件,结果造成膜寿命缩短,膜结构完整性被破坏,甚至造成重大系统故障[ 罚莳?
可同化性有机碳(AOC)被认为是生物膜的生长潜势。因此,AOC指标可以表征生物膜形成的可能性及其程度。研究证实,细菌对不同聚合物粘附速率大不相同。如聚酰胺膜比醋酸纤维素膜更易受细菌污染[8]。所以,生物亲和性被降低和易清洗的聚合物为材质的分离膜,会阻碍生物膜的生长。为了发展膜的生物污染防治技术,研究者必须首先理解分离膜聚合物的表面分子结构和粘附生物细胞与膜作用的机理。为了更好控制膜的生物污染所必需的基础研究包括以下六个方面。
(1)了解生物膜中的微生物菌落,以识别出合适的有机体用于试验模拟和粘附生物测定。非生长基的分子基因测定是值得推荐的方法,例如核蛋白体RNA基因片段分析,基因试样生物检定,荧光现场杂化作用等。
(2)粘附过程必须在分子和原子一级的水平上研究,以更好地理解细胞粘附时物化作用力的影响。
(3)被改性的膜对细菌粘附和初期生物膜形成的影响需进一步研究。总衰减反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)测定有助于分析问题。
(4)在生物污染过程中,细菌外聚合物(如藻朊酸盐)与膜材料之间的作用尚未被充分认识到。理论上,分子模拟可以快速和低成本地预测膜生物污染。同时,可用模拟技术识别干扰细胞粘附的新的化学物质。
(5)生物膜本身的结构完整性依靠细胞之间的分子力,该种作用力和细胞与相邻的胞外聚合物(EPS)之间的相互作用有关。到目前为止,生物膜中细胞之间作用力的大小和本质还不清楚。分子模拟技术与适当的试验方法(如X光衍射)结合有助于分析问题。
(6)目前尚缺乏对生物膜生理生态性的了解。有研究指出溴化呋喃(来自海底藻类)可阻碍细菌的粘附,削弱生物膜母体溶液的污染影响。
生物污染可通过对进水进行连续或间歇的消毒来控制。但必须考虑该消毒剂对膜的降解性。研究表明,一氯化胺是一种优于氯消毒的生物膜消毒剂,可大大减少微量有机氧化物,抑制细菌生长。废水中连续投入3~5mg/L一氯化胺可抑制生物膜生长(对膜无氧化损害),延长运行周期。
另外,在膜的脱盐系统中,低浓度(0.5~1.0mg/L)硫酸铜的添加可抑制藻类生长。一些表面活性剂和其它化学试剂可干扰细菌在膜聚合物上的粘附。另外,可通过物理手段:如加强横向流速,增加气体反冲,来阻止微生物的粘附。
4 结束语
上述的三种污染即沉淀污染、吸附污染、生物污染,有时会同时发生,而且发生一种污染又可能加速另一种污染。进行膜处理时,应对原水组分进行分析,识别造成膜污染的主要原因,以便更好地消除影响,延长膜的使用寿命。
参考文献
1 刘忠洲,等. 微滤超滤过程中的膜污染与清洗. 水处理技术,19 97,23(4):187
2 刘茉娥,等. 膜分离技术. 北京:化学工业出版社,1998
3 Joseph G,Jacangelo,et al. Assessing Hollow-Fiber Ultrafiltration for Paticu late Removal. J AWWA,1989(11)
4 AWWA Research Foundation. Lyonnaise des Eaux and Water Research Commission of South Africa. Water Treatment Membrane Processes. R R Donnelley & Sons Compan y Printed,1996
5 V Lahoussine-Turcaud M R Wiesner and J Y Botteo. fouling in Tangential-Flow Ultrafiltration:The Effect of Colloid Size and Coagulation Pretreatment. Journa l of Membrane Science,1990,52:173~190
中图分类号P618 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)88-0105-02
0 引言
21世纪以来,由于受石油天然气等常规化石能源储量与人类需求量的不对等的影响,世界各国开始了大规模的寻求新能源。在国内,随着国民经济水平的提升,我国石油对外依存度已超过50%,能源安全问题日益突出,寻找和开发利用替代能源是国家保障能源安全和应对气候变化的重大战略举措。相关科研进展表明,自然界天然气水合物总量约为目前已发现石油、天然气和煤炭总量的两倍,被认为是未来洁净的战略接替能源资源,并对全球变暖、海底滑坡、海洋钻井安全等有重要影响,倍受各国关注。我国已在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中将其勘探开发技术列为需要重点研究突破的前沿技术。
天然气水合物(Natural Gas Hydrate),俗称“可燃冰”,是由水和小分子气体在一定温度和压力条件下形成的一种形态似冰的笼形化合物。由于天然气水合物所含的气体分子数不固定,即没有固定的化学计量式,国际上采用mM·nH2O表示,其中M是气体分子,m是气体分子数,n是水分子数。自然界产出的天然气水合物,气体分子可能有甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、氮、二氧化碳、硫化氢等。但90%以上所包合的气体分子是甲烷,因此也通称作“甲烷水合物”。参与形成水合物的气体分子不同,形成的水合物结构也不同,主要有I型(立方晶体结构)、Ⅱ型(菱形晶体结构)和H型(六方晶体结构),甲烷水合物属I型水合物,Ⅱ型和H型结构的水合物在自然界中分布较少。
1 人工合成水合物样品的必要性
采用地震、超声波等地球物理手段测量水合物地层的纵波(P)速度与横波(S)速度可以获取原位天然气水合物地层分布、浓度、储量等信息。在解释地球物理测量数据时首先需要了解天然气水合物地层的相关地球物理特征参数。但是,由于受天然气水合物储存条件的影响,采用国内外常用的保压取样筒(PCB)、保压取心器(PCS)、旋转式采样器(HRC)等保压取心钻具采集的水合物样品均较难以保持原位状态,现阶段国内外对天然气水合物的研究主要采用人工合成样品的办法 。人工合成水合物的装置主要包括加压系统、恒压系、制冷加热系统、恒温系统、测量监控系统等组成。目前,在多孔介质中合成天然气水合物样品常用的方法主要有以下几种:
1)直接合成水合物;
2)采用溶气水合成水合物;
3)采用水冰合成天然气水合物。
2直接合成水合物
直接合成水合物的方法是目前应用较多的在多孔介质中合成水合物的方法,该方法根据是否控制反应器内的气体体积又可分为定容法和定压法,定容法是通过控制反应器内的容积使其一定,再注入预订量的甲烷气体后通过控制温压条件使其砂装填在水合物反应釜中,均匀压实并进行抽真空处理,通入甲烷气体是系统加压至一定压力后降低系发生水合物合成反应,随着甲烷气体的消耗,反应釜内压力下降,但不再补充甲烷气体。定压法是恒定容器内压力,合成水合物过程中,消耗掉的甲烷气体能及时得到补充。在该方法中,首先将润湿均匀的石英统温度至预设温度或先将温度降低而后加压合成水合物。
3 采用溶气水合成水合物
4 采用水冰合成天然气水合物
采用水冰合成水合物是先将水冰颗粒与骨架材料可以按照一定比例均匀混合后,通入水合物气体,对系统进行适当温压控制合成水合物的方法。研究冰点以下的水合物形成动力学一直受到国内外天然气水合物实验室的重视,并进行了大量的试验研究工作。由于采用冰颗粒合成水合物时,不会发生采用气-液两相合成水合物时的水分迁移过程,并且在采用冰颗粒与骨架材料混合合成水合物样品时,样品颗粒间相互有孔隙,为注入气体时提供了通道,使气体分子更容易与水分子接触形成水合物,所以采用该方法合成水合物时,相对比较容易获取分布均匀的原位水合物样品。
5 传统水合物合成法中存在的问题
在采用直接合成水合物的方法中,由于气-液接触界面最先达到形成水合物所需的气体溶解浓度,所以水合物一般先在界面处首先形成并不断增长,随着形成的水合物厚度的不断增加,水合物形成速率减慢,直至水合物层阻断上层气体与下部液态水的接触,水合物反应速率近乎停止,出现水合物只在样品上部集中而样品下部水合物分布较少的情况,导致水合物合成过程较长或不能完全合成水合物;在采用容气水法合成水合物的方法中,如采用加入十二烷基磺酸钠(SDS)的方法时,由于加入的SDS在水溶液中形成胶体,降低了水的表面张力,促使大量的甲烷气体溶解在水溶液中,加速了水合物的形成。但由于SDS溶液与气体反应生成水合物时存在水的传质与水合物被冷壁吸附的过程,使水合物大部分聚集在样品,而样品中间部分水合物分布较少,被学者们成为爬壁效应。由于上述问题的存在,导致采用直接合成水合物的方法与采用容气水法合成水合物的方法合成的多孔介质水合物样品均存在水合物在多孔介质中分布不均匀的现象;在采用水冰合成天然气水合物的方法中,由于是提前将冰颗粒与骨架材料混合后进行水合物的合成,该操作过程中的冰颗粒必将成为骨架材料的一部分,采用该方法合成的水合物样品与自然形成的水合物样品存在较大差距。
6 在多孔介质中合成水合物的新方法
采用微波加热方法制取悬浮态水合物的基本步骤为:
1)在样品管中填装采用洗净的合适粒度的骨架材料,并填充去离子水使样品饱和,对饱和后的样品进行循环冷冻,使样品成为骨架材料与冰的胶结体;
2)冷冻完成的样品放入具有均匀微波场的微波加热装置中进行温度可控加热,使冰与骨架材料间的界面融化分离而保留孔隙中冰颗粒制取具有孔隙冰存在的样品;
3)使恒温浴槽温度低于冰点以下,将步骤2所得样品置入预冷的高压反应釜内并通入甲烷气体,采用多次驱排的方法将反应釜内空气完全驱替并检查装置的气密性,空气排尽后,通入甲烷气体至预定压力停止加压;
4)缓慢升高反应釜温度至冰点以上附近,使釜内冰颗粒缓慢融化与甲烷气体接触生成原位水合物,待反应釜内温度压力恒定后,多次补加甲烷气体,使水合物合成量最大化,直至反应釜内温压不再变化为止,监测相关参数变化情况;
5)在合成完毕的水合物样品中通入预冷的人工海水至样品饱和,获取悬浮态水合物。
7 结论
本文总结了现有实验室人工合成水合物的基本方法,国内外水合物研究人员为了获取在多孔介质中具有均匀水合物分布的人工样品,进行了大量的试验研究,但其基本思路均是对本文所述的三种水合物合成方法的部分改进。本文还提出了采用微波加热法合成具有悬浮态的多孔介质水合物样品,作者认为,采用该方法能够解决常规水合物合成方法所造成的水合物分布不均匀的问题,还克服了采用传统水冰合成水合物方法中水合物成为承重的骨架材料的一部分的问题,该方法相对于其他合成法具有明显的优势,希望可以为天然气水合物研究人员在水合物合成中提供相应的参考。
参考文献
[1]侯仔明,刘明慧,刘慧芳.浅析我国石油进出口贸易[J].决策参考,2010(9):277-278.