探討植物提取液對惡臭氣體的去除
惡臭是環境七(qi)大(da)公(gong)害(hai)之一,其對(dui)人體呼吸、消化(hua)、心血管、內分泌及(ji)神經精神系統都(dou)會造(zao)成影響(xiang)。高濃度的惡臭還可使接觸者發生肺水腫甚至窒息死亡,長期反復受到惡臭物質的刺激,還會引(yin)起嗅(xiu)(xiu)覺(jue)疲勞,導致(zhi)嗅(xiu)(xiu)覺(jue)失靈。因此開展除(chu)臭技術(shu)的研(yan)究,消除(chu)惡臭對(dui)人體健康(kang)的危害(hai)有(you)著重大(da)的現(xian)實意(yi)義。
1、惡臭氣體主要成份(fen)
分析惡臭氣體(ti)的成(cheng)(cheng)份,按其組(zu)成(cheng)(cheng)可分成(cheng)(cheng)5類:①含硫(liu)化合(he)物(wu),如(ru)(ru)H2S、SO2、硫(liu)醇、硫(liu)醚等(deng)(deng);②含氮(dan)化合(he)物(wu),如(ru)(ru)氨氣、胺(an)類、酰胺(an)、吲哚等(deng)(deng);③鹵(lu)素及衍生物(wu),如(ru)(ru)氯氣、鹵(lu)代(dai)烴等(deng)(deng);④烴類及芳香烴;⑤含氧有機(ji)(ji)物(wu),如(ru)(ru)醇、酚(fen)、醛、酮(tong)、有機(ji)(ji)酸(suan)等(deng)(deng)。
2、惡臭的常規治(zhi)理技術
對臭(chou)(chou)(chou)味(wei)的(de)(de)治理,從最(zui)初的(de)(de)擴散稀釋(shi)、水洗(xi),發展到(dao)傳(chuan)統的(de)(de)吸(xi)附(fu)、焚燒、化(hua)學吸(xi)收(shou),直至(zhi)新興的(de)(de)生物(wu)脫(tuo)臭(chou)(chou)(chou)、光(guang)催化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)、臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)、等離子體分解、天然植物(wu)液法(fa)等除(chu)臭(chou)(chou)(chou)技術(shu)。上述的(de)(de)各(ge)種技術(shu)各(ge)有其(qi)優勢(shi)和(he)局(ju)限,其(qi)中物(wu)理法(fa)只適(shi)宜處理低濃度、范圍小的(de)(de)惡(e)臭(chou)(chou)(chou),且成本較高(gao);化(hua)學法(fa)除(chu)臭(chou)(chou)(chou)不持久,除(chu)臭(chou)(chou)(chou)設施投資(zi)和(he)運行費用(yong)高(gao);生物(wu)法(fa)雖運行成本低廉,效果好(hao),但設備占地面積大,投資(zi)高(gao),菌種的(de)(de)篩選培養較為(wei)困難,見效稍慢。因此,應根據惡(e)臭(chou)(chou)(chou)的(de)(de)特性、強度和(he)除(chu)臭(chou)(chou)(chou)要求等,選用(yong)合適(shi)的(de)(de)治理技術(shu),或(huo)采取(qu)聯合工藝(yi),以最(zui)大程度地降(jiang)低惡(e)臭(chou)(chou)(chou),減少污(wu)染。
3、植(zhi)物提取液(ye)除臭技(ji)術
天(tian)然(ran)(ran)(ran)植物(wu)提取(qu)液是(shi)從自然(ran)(ran)(ran)中的(de)(de)(de)花草、樹(shu)木中提取(qu)的(de)(de)(de)油、汁或浸膏經(jing)微(wei)乳化而形成的(de)(de)(de)植物(wu)除(chu)臭(chou)劑,可(ke)被(bei)生物(wu)完全降解,無(wu)毒、無(wu)害、無(wu)污染、可(ke)消(xiao)除(chu)臭(chou)味(wei),且能使毒素轉變成無(wu)毒物(wu)質,對(dui)酸性(xing)、堿性(xing)和中性(xing)氣體均起作用。它是(shi)一種環境(jing)友好的(de)(de)(de)、天(tian)然(ran)(ran)(ran)的(de)(de)(de)惡臭(chou)去除(chu)劑,可(ke)科學、有效地對(dui)臭(chou)味(wei)氣體進行控制(zhi)和治理,是(shi)一種簡單有效又廉(lian)價的(de)(de)(de)除(chu)臭(chou)技術(shu)。
3.1、植物提取液除(chu)臭的研究、運用實例
研究和(he)利用天然植物提(ti)取(qu)液(ye)在歐(ou)美(mei)國(guo)家已(yi)經比較普遍了,他們的(de)提(ti)取(qu)技(ji)術也日益(yi)成熟,植物提(ti)取(qu)液(ye)的(de)除臭效率(lv)也日益(yi)提(ti)高,然國(guo)內在這方面的(de)研究應用就相(xiang)對少了許多。
至于植物提取液的除(chu)臭功能及效果(guo),我們(men)可以通(tong)過下面(mian)的一(yi)些應用實例和研究、實驗結果(guo)來做說(shuo)明:
① 古人用綠茶來去除口臭;
② 在生活中,用(yong)姜、檸檬來去除(chu)魚(yu)腥(xing)味;
③ 用(yong)茶葉來消除(chu)冰箱(xiang)里的異味;
④ Urabe等用氣相色譜(pu)法分析了蒲公英、多(duo)刺薊、低紋(wen)竹子薊、馬(ma)尾草(cao)4種野草(cao)對(dui)甲(jia)硫醇的處理效果,其去除率分別高(gao)達97.5%,90.2%,93.7%,98.3%;
⑤ Ishimaru從豆(dou)科(ke)中(zhong)的槐樹、桑科(ke)中(zhong)的桑樹、菊(ju)科(ke)中(zhong)的微甘(gan)菊(ju)、珍珠草、馬鞭草科(ke)中(zhong)的巖垂(chui)草、葡萄科(ke)中(zhong)的百粉藤、澤蘭屬(shu)、鬼針(zhen)草屬(shu)等近30種植(zhi)(zhi)物中(zhong)提取(qu)到植(zhi)(zhi)物提取(qu)液(ye),可(ke)用(yong)于除鞋臭(chou)、體(ti)臭(chou)、廚房垃圾臭(chou);
⑥ Imanaka用乙(yi)醇水溶液提(ti)取沒藥(yao)樹脂(橄欖科),得到(dao)能有(you)效(xiao)去除甲醛(quan)、乙(yi)酸、胺、硫化氫等的除臭(chou)(chou)劑(ji),且該除臭(chou)(chou)劑(ji)不需(xu)要任何化學藥(yao)劑(ji)就保持長時間(jian)的高效(xiao)。
⑦ Yoshioka比較(jiao)綠茶(cha)兒茶(cha)素和(he)黑(hei)茶(cha)黃素對硫(liu)醇、胺的除臭(chou)功(gong)能,結果表(biao)明(ming)兩(liang)者都有高達(da)90%幾的除臭(chou)效(xiao)率,其中(zhong)黑(hei)茶(cha)黃素具有更高的的除臭(chou)效(xiao)率,高達(da)98%。
⑧ Yamanaka用從茶葉rooibos中(zhong)萃取到(dao)的提取液,經堿化處(chu)理后,對家庭中(zhong)的有機垃圾、食品垃圾的臭(chou)(chou)味(wei)進行處(chu)理,其(qi)去除率達(da)90%以上,而且除臭(chou)(chou)效果非常穩(wen)定。
通過眾多(duo)的實例證明了選(xuan)用合(he)適的植物提取液能高效(xiao)地去(qu)除特定的臭味氣(qi)體。
3.2、植物提取液的除臭機理
植物(wu)液(ye)提(ti)取液(ye)通過專(zhuan)業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設備噴灑成霧狀,其液(ye)滴的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)不僅能(neng)(neng)有(you)效地吸(xi)附空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)異(yi)味分子(zi)(zi)(zi),同時(shi)(shi)(shi)也(ye)促使(shi)吸(xi)附的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)異(yi)味分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)立體(ti)構型發(fa)(fa)生(sheng)改變(bian)(bian)。植物(wu)提(ti)取液(ye)和臭(chou)(chou)味分子(zi)(zi)(zi)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應可從如(ru)下幾方面(mian)進行說明(ming):植物(wu)液(ye)被霧化(hua),在(zai)空(kong)間擴散(san)液(ye)滴的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半徑只有(you)幾微米,在(zai)液(ye)滴表面(mian)形(xing)成巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)能(neng)(neng),平均每摩爾為幾十千卡,這個數量級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量已是很多元素(su)中(zhong)鍵能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/3—1/2, 此時(shi)(shi)(shi),溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效分子(zi)(zi)(zi)可以(yi)向臭(chou)(chou)氣(qi)分子(zi)(zi)(zi)提(ti)供電子(zi)(zi)(zi),加速與臭(chou)(chou)氣(qi)分子(zi)(zi)(zi)發(fa)(fa)生(sheng)反應;該表面(mian)能(neng)(neng)可以(yi)吸(xi)附空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)臭(chou)(chou)氣(qi)分子(zi)(zi)(zi),并使(shi)臭(chou)(chou)氣(qi)分子(zi)(zi)(zi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)立體(ti)結構發(fa)(fa)生(sheng)變(bian)(bian)化(hua),變(bian)(bian)得不穩定;同時(shi)(shi)(shi),吸(xi)附在(zai)液(ye)滴表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)臭(chou)(chou)氣(qi)分子(zi)(zi)(zi)也(ye)能(neng)(neng)與空(kong)氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)發(fa)(fa)生(sheng)反應。經過作用,臭(chou)(chou)氣(qi)分子(zi)(zi)(zi)將生(sheng)成無味無毒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分子(zi)(zi)(zi),如(ru)水、無機鹽等等,從而消除臭(chou)(chou)氣(qi),并且反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產物(wu)不會形(xing)成二次污(wu)染。
① 酸堿反(fan)應(ying)(ying):如植(zhi)物(wu)液中(zhong)含有(you)生(sheng)物(wu)堿,它可以與硫化氫等酸性臭氣分子反(fan)應(ying)(ying)。與一(yi)般酸堿反(fan)應(ying)(ying)不(bu)同的是(shi),一(yi)般的堿是(shi)有(you)毒的,不(bu)可食用的,不(bu)能生(sheng)物(wu)降解的。而植(zhi)物(wu)液能進行生(sheng)物(wu)降解,無(wu)毒。
② 催(cui)化氧(yang)(yang)化反(fan)應(ying):如硫化氫在(zai)一般情(qing)況下,不(bu)能(neng)與空氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)(yang)進行反(fan)應(ying)。但在(zai)植物液(ye)的(de)(de)催(cui)化用下, 可以與空氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)(yang)氣發(fa)生反(fan)應(ying)。以硫化氫的(de)(de)反(fan)應(ying)為例(li):
R-NH2+H2S → R-NH3+ + SH-
R-NH2+SH-+O2+H2O → R- NH3+SO42- +OH-
R-NH3++OH- → R-NH2 +H2O
③ 路(lu)(lu)易斯(si)(si)(si)(si)(si)酸(suan)堿(jian)(jian)反應(ying):在有機化(hua)學(xue)中(zhong),能吸(xi)收電(dian)(dian)子(zi)云的分子(zi)或原(yuan)子(zi)團稱為路(lu)(lu)易斯(si)(si)(si)(si)(si)酸(suan),在有機硫(liu)(liu)(liu)的化(hua)合物(wu)(wu)中(zhong),硫(liu)(liu)(liu)原(yuan)子(zi)的外層有空軌道,可以(yi)接受外來的電(dian)(dian)子(zi)云,因(yin)此可稱這類有機物(wu)(wu)為路(lu)(lu)易斯(si)(si)(si)(si)(si)酸(suan)。相反,能提供電(dian)(dian)子(zi)云的分子(zi)或原(yuan)子(zi)團稱路(lu)(lu)易期堿(jian)(jian)。一(yi)般帶負(fu)電(dian)(dian)荷的原(yuan)子(zi)團,含(han)氮(dan)的有機物(wu)(wu)屬(shu)于(yu)路(lu)(lu)易斯(si)(si)(si)(si)(si)堿(jian)(jian)。例(li)如,苯硫(liu)(liu)(liu)醚(mi)與植物(wu)(wu)液(ye)的反應(ying),屬(shu)于(yu)這一(yi)類。苯硫(liu)(liu)(liu)醚(mi)是一(yi)個路(lu)(lu)易斯(si)(si)(si)(si)(si)酸(suan),而(er)在其中(zhong)的含(han)氮(dan)化(hua)合物(wu)(wu)屬(shu)路(lu)(lu)易斯(si)(si)(si)(si)(si)堿(jian)(jian)。兩者可以(yi)反應(ying)。
④ 氧化還原反應。例如(ru),甲(jia)醛具有(you)氧化性,在植物液中有(you)的有(you)效分子具有(you)還原性。它們(men)可(ke)以直接進行反應。與甲(jia)醛和氨(an)的反應:
HR-NH2+HCHO → R-HN2+H-C=CO2+H2O
R-NH2+NH3 → R-NH2+N2+H2O
3.3、植物液的提(ti)取方(fang)法(fa)
植物(wu)提(ti)取液(ye)除臭主要(yao)是利用植物(wu)中的(de)(de)多羥基(ji)結(jie)構(gou)(多酚)的(de)(de)活(huo)性(xing)作用。因此,提(ti)取的(de)(de)方(fang)法主要(yao)是基(ji)于植物(wu)提(ti)取液(ye)主要(yao)活(huo)性(xing)成分的(de)(de)特性(xing)及結(jie)構(gou)。而植物(wu)液(ye)的(de)(de)提(ti)取方(fang)法主要(yao)有(you)溶劑萃(cui)(cui)取法、沉淀法、樹脂法、超臨(lin)界流體萃(cui)(cui)取(SFE)法,還有(you)超聲波浸(jin)提(ti)法和(he)微波浸(jin)提(ti)法等(deng)。
4、植物提取液(ye)除臭的(de)適用范圍
市場上有(you)多(duo)種形式的植物提取(qu)液,雖然成分(fen)和效果不盡相同(tong),但基(ji)本(ben)都是稀釋后通(tong)過專門的除臭設(she)備霧化噴灑(sa)或擴散到臭源區域(yu),通(tong)過如(ru)上的除臭機理,把(ba)臭源的臭味(wei)氣(qi)體(ti)去除。
用植物(wu)提取液(ye)除臭(chou)也受到(dao)現(xian)場(chang)條件的極(ji)限(xian),結合(he)現(xian)場(chang)的情況,植物(wu)液(ye)除臭(chou)技術基本適用于(yu)如下領域或場(chang)所:
環衛領域:污水處理廠(站)、垃(la)圾轉運站、 垃(la)圾填埋場(chang)、堆(dui)肥場(chang)、垃(la)圾焚(fen)燒(shao)處理廠等
工業(ye)領域:冶金場、印刷廠(chang)、化工廠(chang)、制革(ge)廠(chang)、食品(pin)加(jia)工廠(chang)、制藥廠(chang)、石(shi)油化工行業(ye)、塑料行業(ye)等
養殖(zhi)領域:豬、牛、馬等(deng)家畜養殖(zhi)廠等(deng)
生活(huo)領域:廁所(suo)(suo)、公共場所(suo)(suo)、餐廳、酒店、寫字樓等(deng)
5、結束語
隨著人們環(huan)(huan)保意識的逐(zhu)漸(jian)提高,對七(qi)大環(huan)(huan)境公害(hai)之一的惡臭(chou)問題的防治和治理(li)的需求也是日趨強(qiang)烈。

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