第六周环境修复材料
修复排水设施施工方案(3篇)

第1篇一、项目背景随着城市化进程的加快,排水设施作为城市基础设施的重要组成部分,其正常运行对于保障城市居民生活、减少城市内涝、保护生态环境具有重要意义。
然而,由于长期使用、设计缺陷、施工质量问题等原因,排水设施存在不同程度的损坏和老化现象。
本方案旨在对某地区排水设施进行修复,以提高其排水能力,确保城市排水系统的正常运行。
二、项目概述1. 项目名称:某地区排水设施修复工程2. 项目地点:某市某区3. 项目规模:约10平方公里4. 项目内容:包括排水管道修复、检查井修复、雨水口改造、泵站设备更新等5. 项目周期:预计6个月三、施工准备1. 人员准备:- 成立项目经理部,负责整个项目的组织、协调和管理工作。
- 组建专业的施工队伍,包括管道工、电工、焊工、泵站维修工等。
- 对施工人员进行技术培训和安全教育。
2. 材料准备:- 根据设计图纸和技术要求,准备必要的施工材料,如管道、检查井、雨水口、泵站设备等。
- 确保材料质量符合国家标准,并办理相关进场手续。
3. 设备准备:- 准备施工所需的机械设备,如挖掘机、装载机、切割机、焊接机、泵车等。
- 确保设备性能良好,并进行必要的检查和维护。
4. 技术准备:- 组织技术人员进行现场勘查,了解排水设施现状,制定详细的施工方案。
- 召开施工动员大会,明确施工任务、质量标准和安全要求。
四、施工方案1. 排水管道修复:- 检测:采用CCTV管道检测技术对排水管道进行全面检测,确定损坏情况。
- 修复:根据检测结果,采用管道局部修复、管道更换、管道清淤等方法进行修复。
- 材料:使用耐腐蚀、抗压强度高的材料,如玻璃钢管道、PE管道等。
2. 检查井修复:- 检测:检查井的检测与管道检测方法相同。
- 修复:对损坏的检查井进行加固、更换或修复。
- 材料:采用钢筋混凝土或不锈钢等材料。
3. 雨水口改造:- 改造:对损坏或排水能力不足的雨水口进行改造,提高其排水效率。
- 材料:采用耐腐蚀、耐冲击的材料,如不锈钢、复合材料等。
水毁工程施工方案范本

本工程位于我国某地区,因连续强降雨导致河道水位上涨,造成河道堤坝、道路、桥梁等基础设施严重损毁。
为确保当地人民生命财产安全,迅速恢复基础设施,特制定本水毁工程施工方案。
二、施工目标1. 恢复河道堤坝,确保防洪安全;2. 修复道路、桥梁等基础设施,保障交通畅通;3. 确保施工质量,保障施工安全。
三、施工组织1. 施工单位:某建筑工程有限公司2. 施工现场管理人员:项目经理、技术负责人、安全员、质检员等3. 施工队伍:土方工程队、混凝土工程队、桥梁工程队、道路工程队等四、施工方法1. 河道堤坝修复:(1)采用抛石固堤法,先进行河床清理,然后分层抛投块石,形成稳固的堤坝;(2)对堤坝进行加固,采用混凝土浇筑或预制块体加固;(3)修复堤坝上的排水设施,确保排水畅通。
2. 道路修复:(1)对损毁的路面进行清理,清除淤泥、杂物等;(2)根据路面损坏情况,采用沥青混凝土、水泥混凝土等材料进行修复;(3)修复道路两侧排水设施,确保排水畅通。
3. 桥梁修复:(1)对桥梁进行现场勘查,确定修复方案;(2)对桥梁基础进行加固,确保桥梁稳定;(3)修复桥梁上部结构,包括桥面、桥面板等;(4)对桥梁附属设施进行修复,如护栏、伸缩缝等。
五、施工进度安排1. 第1周:进行现场勘查,确定施工方案;2. 第2-3周:进行河道堤坝修复;3. 第4-5周:进行道路修复;4. 第6周:进行桥梁修复;5. 第7周:进行施工验收,交付使用。
六、施工质量控制1. 施工材料:选用符合国家标准、质量合格的材料;2. 施工工艺:严格按照施工规范进行施工,确保施工质量;3. 施工检测:对关键部位和关键工艺进行抽查和检测,确保施工质量;4. 施工验收:按照国家标准和规范进行验收,确保工程质量。
七、施工安全管理1. 施工现场:设立安全警示标志,设置安全通道;2. 施工人员:进行安全培训,提高安全意识;3. 施工设备:定期检查、维护,确保设备安全运行;4. 施工事故:制定应急预案,确保事故得到及时处理。
工程交付前修复方案(3篇)

第1篇一、方案背景随着我国城市化进程的加快,工程建设项目日益增多,工程交付前存在诸多问题,如质量问题、安全隐患、环境污染等。
为确保工程质量,消除安全隐患,保护环境,提高工程交付后的使用效果,特制定本工程交付前修复方案。
二、修复目标1. 提高质量:确保工程质量达到设计要求和国家标准,消除质量通病。
2. 消除安全隐患:消除工程中存在的安全隐患,保障人民生命财产安全。
3. 保护环境:减少工程对环境的污染,实现绿色施工。
4. 提升工程交付后的使用效果:确保工程交付后满足使用需求,提高用户满意度。
三、修复原则1. 安全第一:确保修复过程中施工人员的安全,严格遵守安全操作规程。
2. 质量优先:修复过程中,严格按照设计要求和国家标准进行施工,确保工程质量。
3. 经济合理:在保证质量和安全的前提下,合理控制修复成本。
4. 环保节能:采用环保材料和技术,减少工程对环境的污染。
四、修复内容1. 质量问题修复(1)地基基础:检查地基基础是否存在沉降、裂缝等问题,对存在问题的地基进行加固处理。
(2)主体结构:检查主体结构是否存在变形、裂缝、渗漏等问题,对存在问题的结构进行加固或更换。
(3)装修工程:检查装修工程是否存在空鼓、开裂、渗漏等问题,对存在问题的部位进行修复或更换。
2. 安全隐患修复(1)电气线路:检查电气线路是否存在老化、破损、短路等问题,对存在问题的线路进行更换或修复。
(2)消防设施:检查消防设施是否完好,对存在问题的消防设施进行维修或更换。
(3)防护设施:检查防护设施是否齐全、有效,对存在问题的防护设施进行更换或加固。
3. 环境污染修复(1)废水处理:检查废水处理设施是否正常运行,对存在问题的设施进行维修或更换。
(2)废气处理:检查废气处理设施是否正常运行,对存在问题的设施进行维修或更换。
(3)固体废弃物处理:检查固体废弃物处理设施是否正常运行,对存在问题的设施进行维修或更换。
五、修复流程1. 修复计划编制:根据工程实际情况,编制详细的修复计划,明确修复目标、内容、方法、时间、责任等。
绿化景观修补施工方案(3篇)

第1篇一、项目背景随着城市化进程的加快,绿化景观在城市中的地位越来越重要。
绿化景观不仅可以美化城市环境,提升城市形象,还能改善城市生态环境,提高居民生活质量。
然而,由于各种原因,绿化景观在建设过程中或投入使用后,常常会出现损坏、老化等问题,影响景观效果。
为解决这一问题,特制定本绿化景观修补施工方案。
二、项目目标1. 修复绿化景观损坏部分,恢复原有景观效果;2. 提高绿化景观使用寿命,延长维护周期;3. 确保绿化景观与周边环境和谐统一;4. 提升城市绿化景观品质,营造优美宜居的城市环境。
三、项目范围本绿化景观修补施工方案适用于以下范围:1. 公共绿地、公园、广场等城市绿化景观;2. 居住小区、企事业单位等场所的绿化景观;3. 临时性绿化景观,如庆典活动、展会等。
四、施工准备1. 施工组织设计(1)施工组织机构:成立绿化景观修补施工领导小组,负责项目的整体协调、监督和管理。
(2)施工队伍:选用具有丰富绿化景观施工经验的施工队伍,确保施工质量。
(3)施工设备:配备必要的施工设备,如挖掘机、切割机、喷枪等。
2. 材料准备(1)绿化植物:选用适合当地气候、土壤条件的优质植物,确保绿化景观的成活率。
(2)苗木:选用生长健康、形态优美的苗木,提高绿化景观的观赏性。
(3)绿化材料:如肥料、农药、修剪工具等。
3. 施工图纸及技术资料(1)绿化景观设计图纸:了解绿化景观的设计意图,为施工提供依据。
(2)施工图纸:明确施工内容、工艺要求、质量标准等。
(3)技术资料:如植物生长习性、土壤改良方法等。
五、施工工艺及流程1. 施工工艺(1)绿化植物移植:采用带土球移植、容器移植等方法,确保植物成活。
(2)土壤改良:根据土壤状况,进行有机物、肥料等添加,改善土壤肥力。
(3)修剪整形:对绿化植物进行修剪、整形,保持植物美观。
(4)病虫害防治:采用生物防治、化学防治等方法,防治病虫害。
(5)绿化景观设施维修:对损坏的绿化景观设施进行维修、更换。
班组修旧利废工作计划范文

班组修旧利废工作计划范文一、项目背景与目标随着社会发展和工业化进程的加快,大量的旧材料、旧设备等形成了利用价值较低的废弃物。
这些废弃物如果不及时进行修复、利用,将给环境造成污染,同时也浪费了资源。
班组修旧利废工作的目标是有效地处理废弃物,将其修复利用,并最大程度地减少废物对环境的危害。
通过科学的工作计划,合理的资源利用和团队协作,提高工作效率,确保项目的顺利进行。
二、工作内容与方法1. 废物收集与分类:1.1 班组成员负责收集、分类各种废物,如纸张、玻璃、金属、塑料等;1.2 制定相应的收集、分类标准,确保废物的有效利用;1.3 采用现代化的废物分类设备,提高工作效率。
2. 废物修复与利用:2.1 对各类废物进行修复处理,如纸张的回收利用、金属的再加工利用等;2.2 制定废物修复方案,明确修复的流程和要求;2.3 配备专业的修复设备,保证修复工作的质量。
3. 资源回收与再利用:3.1 对可再利用的废物进行回收,如废纸张、废塑料等;3.2 设立回收站点,提供方便的回收服务;3.3 通过与相关企业的合作,将回收的废物加工成可再利用的产品。
4. 环境保护与排污治理:4.1 进行废物处理工作时,注意环境保护,防止废物对环境造成二次污染;4.2 排污治理工作,合理规划废水流向和排放方式;4.3 配备先进的污水处理设备,确保废水达到排放标准。
5. 班组管理与培训:5.1 建立班组管理制度,明确责任与权限;5.2 进行班组成员培训,提高技术和安全意识;5.3 定期召开班组会议,交流工作心得和问题。
三、工作进度安排1. 收集与分类工作:1.1 第一周:制定收集、分类标准,采购相关设备;1.2 第二至第四周:开展废物收集与分类工作。
2. 修复与利用工作:2.1 第五周:制定废物修复方案,购买修复设备;2.2 第六至第八周:实施废物修复和利用工作。
3. 资源回收与再利用工作:3.1 第九周:建立回收站点,制定回收流程;3.2 第十至第十二周:进行废物回收与再利用工作。
环境修复技术

第一章绪论【生物修复】是指利用生物的生命代谢活动减少存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。
【异位修复】是指将受污染的环境对象搬运或输送到其他场所,进行集中修复。
【环境】①环境是一个极其复杂、相互影响、彼此制约辩证的自然综合体。
②环境科学所研究的环境,总是以人类为中心事物的自然环境。
人类的环境是作用于人类这个主体(中心事物)的所有外界影响和力量的总和。
一、环境的分类:1、聚落环境:聚落是人类聚居的地方和活动中心,聚落环境也就是人类聚居场所的环境。
聚落环境根据其性质、功能和规模可分为院落环境、村落环境和城市环境。
2、地理环境:其含义是围绕人类自然现象的总体,地理环境位于地球的表层,即岩石圈、水圈、土圈、大气圈和生物圈相互制约、相互渗透、相互转化的交错带上,其厚度约10~30km。
二、环境修复与三废治理有何不同?1、不同点:三废治理(也就是废水、废气、废渣的治理)是环境工程的核心内容,强调的是点源治理,即工厂排污口的治理,需要建造成套的处理设施,在最短的时间内,以最快的速度与最低的成本将污染物净化去除。
“三废”治理属于污染因子的产中治理。
环境修复:强调面源治理,即对人类活动的环境进行治理,它不可能建造把整个修复对象包容进去的处理系统。
环境修复属于产后治理。
2、相同点:两者都是控制环境污染。
第二章生物修复的机理【植物挥发】利用植物的吸收、积累、挥发而减少土壤污染物,多为类金属Hg和非金属Se。
【植物稳定】利用植物吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒金属,以降低其生物有效性和防止其进入地下水和食物链,从而减少其对环境的污染和人类健康的危害。
【胞饮作用】也叫内吞作用,是指物质吸附在质膜上,然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。
一、微生物从胞外环境中吸收摄取物质的方式1、主动运输2、被动扩散3、促进扩散4、基团转位5、胞饮作用二、酶的催化特点1、酶具有一般催化剂的共性——加速反应的速率但不改变反应的平衡点。
污染土壤修复实验报告

一、实验背景随着工业化和城市化的快速发展,土壤污染问题日益严重,特别是重金属污染和有机污染对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
为了评估和验证土壤修复技术的有效性,我们开展了本次污染土壤修复实验。
本实验选取了某工业园区周边的重金属污染土壤为研究对象,通过对比不同修复技术的效果,为实际土壤修复工程提供科学依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料- 污染土壤:某工业园区周边的重金属污染土壤- 修复材料:活性炭、石灰、植物修复剂等- 试剂:pH试纸、电导率仪、重金属检测仪器等2. 实验方法(1)土壤样品采集与处理在工业园区周边选取5个污染点,采集0-20cm土层的土壤样品,混合均匀后进行风干、研磨、过筛等预处理。
(2)土壤基本理化性质测定采用pH试纸、电导率仪等仪器测定土壤的pH值和电导率。
(3)土壤重金属含量测定采用原子荧光光谱法测定土壤中的重金属含量,包括镉、铅、铜、锌等。
(4)修复实验将污染土壤分为5组,分别进行以下处理:- 对照组:不进行任何处理- 活性炭处理组:向土壤中添加5%的活性炭- 石灰处理组:向土壤中添加10%的石灰- 植物修复剂处理组:向土壤中添加1%的植物修复剂- 联合处理组:向土壤中同时添加活性炭和石灰每组土壤样品分别进行3次重复实验,在修复前后分别测定土壤基本理化性质和重金属含量。
三、实验结果与分析1. 土壤基本理化性质变化经过修复处理后,各组土壤的pH值和电导率均有不同程度的变化。
其中,石灰处理组和联合处理组的pH值显著升高,电导率降低,表明石灰和活性炭的添加有助于改善土壤环境。
2. 土壤重金属含量变化修复前后,各组土壤中的重金属含量均有不同程度的降低。
其中,植物修复剂处理组的镉、铅、铜、锌含量降低最为显著,表明植物修复剂对重金属污染土壤具有良好的修复效果。
3. 不同修复技术的对比对比各组修复效果,发现植物修复剂处理组在降低土壤重金属含量方面表现最佳,其次是联合处理组。
活性炭处理组和石灰处理组对土壤重金属含量的降低效果相对较差。
环境材料学-第六章 环境治理功能材料与技术

溶液配制
成胶
酸泡
水洗
成品包装
筛选
活化
烘干
6.1 环境净化材料
6.1.1 大气污染治理材料与技术
6.1.1.1 吸附法
吸附剂举例
5) 分子筛 分子筛又称沸石,是一种水合硅酸盐类,能把形状直径大小不同 的分子,极性程度不同的分子,沸点不同的分子,饱和程度不同的分子 分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称为分子筛。 分子筛因是一种笼形孔洞骨架的晶体,经脱水后空间十分丰富, 具有很大的内表面积,可以吸附相当数量的吸附质。同时其内晶表面高 度钝化,晶穴内部有很大的静电场在起作用,微孔分布单一均匀,并具 有选择吸附性能。 目前分子筛广泛应用于冶金,化工,电子,石油化工等工业中。
6.1 环境净化材料
6.1.1 大气污染治理材料与技术
6.1.1.1 吸附法
吸附剂举例 a)颗粒状活性炭 维尼纶催化剂载体炭,用作果壳作原料,经水蒸气活化制得的不
定性颗粒炭。 回收及吸附炭,是以煤粉为原料,以煤焦油作调和剂,经成型、
炭化及活化制得的圆柱形颗粒炭。 脱硫炭的原料及制造方法与回收及吸附用炭相同。 净化水用炭是用无烟煤作原料,经破碎后直接炭化和水蒸气活化
6.1.1.1 吸附法
吸附剂举例 4) 硅胶 硅胶的特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高
的机械强度等。 硅胶根据其孔径大小分为:粗孔硅胶、细孔硅胶及介于两者之间
的中孔硅胶。
6.1 环境净化材料
6.1.1 大气污染治理材料与技术
6.1.1.1 吸附法
吸附剂举例
4) 硅胶 细孔硅胶:平均粒径在1.5~2.0 nm(平均孔径在0.8 nm以下称为 特细孔硅胶) 粗孔硅胶:平均粒径在4.0~5.0 nm (平均孔径在10.0 nm以上称为 特大孔硅胶)
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第五部分:合成可降解材料和天然可降解材料一、概述所谓环境降解材料,一般指可被环境自然吸收、消化、分解,从而不产生固体废弃物的一类材料。
一些天然成分的材料如木材、竹材,以及一些由天然纤维加工的纸制品,一些天然提取物如甲壳素、玉米蛋白等是自然的环境降解材料。
人工合成的环境降解材料,目前主要有两类,一类是仿生物材料中的生物降解磷酸盐陶瓷材料,另一类就是目的产量最大、用途最多的生物降解塑料。
1、生物降解塑料的研究背景塑料具有优异的特性,广泛应用于国民经济的各个领域。
塑料的产量和用量不断增加,随之出现的问题是废弃塑料量也不断增加。
通常所说的废塑料主要有三种:一种是聚乙烯,主要用来做农业上的塑料薄膜、购物袋;另一种是聚丙烯。
一般用做装水泥与化肥的编织袋,建筑防护用的安全棚,包装用的打包带等;还有一种是聚苯乙烯,主要用做泡沫减震塑料、快餐饭盒,包装填充物。
所谓白色污染就是由各种用过的,难以被大自然消化的塑料饮瓶、塑料包装袋、农用塑料薄膜、塑料填重材料等作为垃圾被抛弃,引起的一种白色垃圾污染现象。
普通的高分子塑料在自然环境分解速度很慢。
大量使用和废弃高分子塑料使其长期在环境中大量积累,是白色污染遍及全球的主要原因。
2、生物降解塑料的分类生物降解塑料是指具有满意的使用性能,且使用后能被自然界微生物或光最后完全分解成二氧化碳、水及其他低分子化合物使之成为自然界中碳素循环的一个组成部分的一类高分子材料。
到目前为止,有关生物降解塑料的开发可分为四大类:淀粉填充型、微生物合成型、化学合成型、天然物质利用型等。
淀粉填充型淀粉因其价廉物美,又是一种易于工业化的材料,使其成为可降解塑料的一种重要原料。
目前市场上出现的淀粉聚合物就是由淀粉制备的生物降解塑料。
淀粉填充型可降解塑料的一个缺点是其耐水性较差。
改性方法是将原料制备成热塑性淀粉,再与少量的聚烯烃塑料共混,以改善其耐水性;另一种改性方法是把淀粉进行疏水化处理,即在天然淀粉的大分子上接枝疏水性基团以达到增强其耐水性的目的。
表5-1是淀粉塑料和聚乙烯塑料的力学性能比较。
可见,淀粉塑料的弹性模量、剪切模量和延伸率等性能指标都介于低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)之间,表明淀粉塑料的性能可与聚乙烯塑料相媲美。
表5-1淀粉塑料和聚乙烯塑料的力学性能比较微生物合成型开发生物降解高分子材料。
目前的一个研究热点是采用生物工程技术来合成生物降解高分子材料,主要成分是微生物聚酯,以得到更廉价的可降解塑料产品。
例如,运用遗传工程把白杨木的叶子干燥,磨碎成细粉末,然后萃取出叶绿体,就可从白杨木的叶绿体中得到聚羟基丁酸酯(PHB)的母粒料,从而获得PHB降解塑料。
英国利用原核生物和真菌的细胞在分子水平上合成PHB并已获美国专利。
化学合成型人工合成生物降解高分子塑料品种有许多,如聚乙烯醇、丙烯酸共聚物、聚酯、聚醚、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚乳酸、聚己内酯、聚环氧乙烷共混物等。
由于这些化合物的主链结构含有R1COOR2,RlOR2,RlCONHR2等结构单元,使得它们普遍具有环境降解性。
目前研究的热点是生物可降解脂肪族聚酯及它们的共聚物。
市场上销售的商品化的生物降解塑料制品主要有聚羟基羧酸酯、聚乙交酯、聚己内酯等。
另外,利用化学合成制造生物降解高分子材料,合成具有类似于天然高分子结构的物质或含有容易生物降解的官能团的聚合物,较微生物合成具有更大的灵活性,容易控制产品质量和要求。
其设计思想是选择一些易生物降解的化学结构单体.如带酯键或酰胺键的化合物,来制备生物降解塑料,或采用相对分子质量600以下的齐聚物,插入易生物降解的高分子链中,这样既可达到生物分解的要求.又能满足某些性能上的需要。
天然物质利用型聚乳酸纤维(玉米纤维)PLA聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维,它可从谷物中取得。
其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水,燃烧时,不会散发毒气,不会造成污染。
是一种可持续发展的生态纤维。
单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,它们形成的聚合物叫做聚乳酸。
聚乳酸也称为聚丙交酯,属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生。
高透明聚乳酸,玉米料,生物降解材料PLA,其适合加工的产品包括透明和非透明的餐具、文具、玩具、园艺用品及户外休闲用品等等。
二、材料的环境降解机理高分子聚合物的降解主要是由高分子中化学键断裂所引起的反应。
所谓降解指高分子聚合物材料在热、机械、光、辐射、生物及化学物质作用下,分子中化学键断裂,井由此引发的一系列材料老化、性能劣化的过程。
该过程包括多种物理的和化学的协同作用i根据其降解机理大致可将材料的环境降解分为光降解和生物降解,以及光-生物共降解等。
1、光降解机理光降解是指高分子材料在日光照射下发生劣化分解反应,在一段时间内失去机械强度,其实质是在紫外线照射下的一种快速光老化反应过程。
光降解塑料是一种能在日光条件下快速光老化的塑料,其主要反应是塑料吸收太阳光中的紫外线,使高分子链键断裂的过程。
由于受光照时间、天气、地域的限制,光降解塑料属于一类不完全降解型的高分子材料,其降解速度不易控制。
由式E=Nhc/λ知,高分子材料在光辐照射条件下发生分解反应所需的能量与其吸收波长成反比。
太阳照射到地球表面的近紫外光的波长为280-400nm。
参照表5-2给出的常见化学键的断裂能及其相应的波长范围可见,许多化学键断裂的离解能恰好在紫外光的照射能量范围内,可使高分子发生断键反应,从而发生光降解。
表5-2常见化学键的断裂能制备光降解塑料的方法通常有两种:一种是在塑料中添加光敏剂;另一种是采用含羰基的光敏单体与常规的结构单体共聚,用光敏单体的加入量控制聚合物的降解时间。
2、生物降解机理生物降解是通过微生物的作用将高分子塑料分解成水、二氧化碳及其他低分子化合物。
在这个意义上,可将通过光降解反应而发生分解反应的塑料称为光降解塑料,将通过自然界存在的细菌、真菌和藻类等微生物作用而自然降解的塑料称为生物降解塑料。
生物降解塑料的降解机理主要是通过各种细菌及酶将高分子材料分解成二氧化碳、水、蜂巢状的多孔材料和低分子的盐类,它们可被植物用于光合作用,不会对环境造成污染。
生物降解颦料的降解过程一般分为两步: 第一步是填充在其中的淀粉被真菌、细菌等微生物侵袭,渐渐消失,在聚合物中形成多孔破坏结构,增大了聚合物的表面积;第二步是剩下的高分子聚合物在细菌和酶的作用下进一步发生各种分解反应,使分子链断裂成低分子量碎片,达到被微生物代谢的程度。
图5-1是聚L-乳酸在自然界的循环过程示意图。
聚L-乳酸在土壤掩埋条件下易被微生物降解,其过程可划分为两个阶段:首先是微生物的分解酶吸附在聚L-乳酸表面上,在酶的作用下,聚L-乳酸的酯链发生水解、断链反应,分子量从数十万降到数万以下,导致聚乳酸强度降低、崩碎。
表面积增大。
表面积的增大又促进了水解反应,使之进一步降解,转变成分子量低的乳酸,完成一次降解。
其次是水解生成的乳酸,在土壤中微生物的代谢作用下,最终转变成二氧化碳和水。
图5-1 聚L-乳酸在自然界的循环过程示意图3、光—生物共降解机理一般来说,以聚烯烃类高分子与淀粉共混物等原料制备的光降解或生物降解塑料,很少能实现百分之百的完全降解。
使用这类可降解塑料往往会形成二次白色污染,尤其是用作农膜,会导致土质劣化。
因此,美国国会1987年就曾通过一项法律,禁止生产和使用部分降解型高分子塑料,但治理白色污染,又必须解决塑料垃圾问题。
因此,发展完全降解型塑料成为解决白色污染的出路之一。
专家在分析光降解和生物降解机理的基础上,提出了发展光—生物共降解塑料的技术途径。
塑料在光和微生物的共同作用下发生的分解过程被称为光—生物共降解。
其过程是塑料先通过自然日光作用发生光氧化降解,并在光降解达到衰变期后可继续被微生物降解,最终变成二氧化碳、水及一些低分子化合物,参与大自然的循环过程。
由于由光和微生物共同作用,这类高分子材料的降解速度是可以控制的,也是一类完全降解型的高分子材料.光-生物双降解塑料是将光降解机理和生物降解机理相结合而开发的另一类新的降解塑料。
它具有光、生物降解双重性,在光降解的同时也可以进行生物降解。
这种方法不仅克服了无光或光照不足的不易光降解和降解不彻底的缺陷。
还克服了生物降解塑料加工复杂,成本太高,不易推广的弊端,因而是近年来应用领域中发展较快的一类可降解塑料。
光—生物共降解塑料大多是聚烯烃类塑料,在其成分中添加适量的光敏剂、生物降解剂,促进氧化剂和降解控制剂,包括稳定型、促进型控制剂和生物降解增敏剂等。
这类降解塑料可分为两大类,一类为淀粉添加型光-生物降解塑料,另一类采用金属整合物作光敏剂,其光降解产物最终能被微生物降解。
光—生物降解塑料实际上是光降解塑料的改进型,其应用领域与光降解塑料大体相同。
三、生物降解材料的开发及应用随着塑料制品应用领域的不断扩大,其使用量也急剧上升。
常用塑料,如聚乙烯(PE),聚丙烯APP).聚氯乙烯(PVC),聚苯乙烯(PS)等,在自然界中都很稳定,难以降解,由此引起的环境污染问题日益受到人们的关注。
尤其在农业、包装及医疗行业中,许多塑料制品均为一次性使用,且用量巨大,造成了严重的白色污染。
为治理塑料废弃物对生态环境造成的污染,降解塑料应运而生,并在近些年获得了较快的发展,取得了显著的经济效益和社会效益。
其中,高效生物降解塑料已成为全球瞩目的研发热点。
1、生物降解材料的研究开发现状(1)国外研究状况生物降解塑料是治理塑料废弃物对环境污染及缓解石油资源矛盾的有效途径之一,市场前景十分广阔。
近年来,欧美发达国家十分重视生物降解塑料,特别是原料来自可再生资源或产业废气(如二氧化碳)的生物降解塑料的发展,投入了大量的人力物力加快其实用化和产业化进程。
据报道,2002年全球生物降解塑料市场规模为25万t,其中,美国约占50%,欧洲约占30%,日本约占10% , 其他国家约占10%。
目前全球研发的生物降解塑料已达几十种,进行批量生产或工业化生产的品种包括:微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA);化学合成的聚乳酸(PLA),聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、二氧化碳/环氧化合物共聚物(APC)、聚乙烯醇(PV A)等;可降解塑料与淀粉的共混物,如淀粉//P V A、淀粉//PCL、淀粉/PLA等。
美国DuPont公司、Eastman Chemical公司开发的脂肪族/芳香族共聚醋,商品名分别为“Biomax”和“Eastar Bio",已建成年产万吨级生产规模;Dow Chemical公司开发的PCL,商品名“Tone",已建成4500 t/a规模生产线,并已批量生产;Novon International公司开发的淀粉基塑料系列产品,已建成4.5万t/a规模的工业化生产线,商品名为"Novon",已用于垃圾袋、餐具、尿布、农膜等。