[發明專利]一種高分子樹脂在去除果蔬汁中重金屬離子的用途

無效

• 申請號: 201010100240.0
• 申請日: 2010-01-22
• 公開（公告）號: CN101816450A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 高源;許峰
• 申請（專利權）人: 北京歐凱納斯科技有限公司
• 主分類號: A23L2/70
• 分類號: A23L2/70
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張慶敏

技術領域

本發明涉及高分子樹脂技術領域，具體地說，涉及一種交聯芐基 巰基化、芐基亞胺二乙酸基化、芐胺基亞甲基磷酸基化和三價鐵離子 負載在芐胺基亞甲基磷酸基上的聚苯乙烯高分子樹脂的用途。

背景技術

近30年來我國經濟的迅猛發展造成了嚴重的環境污染。重金屬 殘留是最嚴重的污染形式之一?；瘜W上把密度大于4.5克/立方厘米的 金屬稱為重金屬。原子量大于55的金屬一般為重金屬。銅、鉛、鋅、 鐵、鈷、鎳、鉻、釩、鈮、鉭、鈦、錳、鎘、汞、鎢、鉬、金和銀等 是主要的重金屬元素。盡管錳、銅、鋅等重金屬是生命活動必需的微 量元素，但是大部分重金屬如汞、鉛、鎘等對人體都是有害的，而且 所有重金屬超過一定濃度時都具有很強的毒性。重金屬污染是指由重 金屬或其化合物造成的環境污染，主要是由于采礦、廢氣排放、污水 灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。重金屬將土壤、大氣和水體 污染以后，將進入食物鏈，最終進入人體。由于生物放大效應，食物 鏈從低級向高級的進展過程中，重金屬等有害物質的含量越來越大。 重金屬離子在人體內的蓄積將給人體帶來難以修復的損傷，劑量大時 會直接導致死亡。在“世界十大污染事件”中，“水俁病”事件和“痛痛 病”事件分別是由重金屬汞和鎘引起的。重金屬殘留造成的巨大危害 已經使得人們不得不正視它的存在、并努力尋找解決辦法。

由于土壤和水體被重金屬污染，植物的種植和栽培毫無疑問將受 到影響。與人類生活密切相關的水果和蔬菜同樣不能幸免。以蘋果為 例，據對我國蘋果主產地-山東地區出產的蘋果的研究分析表明：氟、 汞和鉻的檢出率為100％，鉛、錫、砷的檢出率均超過93％，汞、鉛 和錫的超標率分別為1.47％、11.29％和8.06％。水果和蔬菜中的重金 屬主要來源于土壤、灌溉用水、施用的農藥和肥料、水果和蔬菜自身 對重金屬的富集以及工業生產中“廢水、廢氣、廢渣”的污染。水果和 蔬菜中的重金屬超標直接影響到了果汁、蔬菜汁等相關產業。果汁和 蔬菜汁還存在在加工過程中被重金屬污染的可能。

隨著農業科技的最新成果不斷應用于生產，我國水果和蔬菜的單 產和總產量不斷創出歷史新高。果汁和蔬菜汁已經稱為我國重要的產 業。據統計，我國蘋果濃縮汁的產量已經占到世界總產量的40％以 上，出口量占世界貿易總量的一半以上。因此，果汁和蔬菜汁中的重 金屬殘留必需引起足夠的重視。國家標準局頒布的《果、蔬汁飲料衛 生標準》(GB?19297-2003)明確規定了重金屬的限量指標為：砷(As) ≤0.2mg/kg、鉛(Pb)≤0.05mg/kg、銅(Cu)≤5.0mg/kg。此外，國家標準 局還就具體的果汁頒布了具體的標準，其中也對重金屬限量進行了明 確的限定。

目前一般采用吸附法、離子交換處理法和螯合樹脂法等方法去除 果汁或蔬菜汁中的重金屬離子。

吸附法是利用吸附劑的獨特結構，通過表面吸附、表面電相互作 用或形成表面氫鍵等形式將果汁或蔬菜汁中的重金屬離子除去的方 法。常用的吸附劑有活性炭纖維、膨潤土和大孔吸附樹脂等。

離子交換處理法是利用離子交換劑去除重金屬離子的方法。離子 交換是靠交換劑自身攜帶的能自由移動的離子與被處理的果汁或蔬 菜汁中的重金屬離子進行交換來實現的。推動離子交換的動力是離子 間的濃度差和交換劑上的功能基團對重金屬離子的親和能力。多數情 況下被處理溶液中的重金屬離子是先被吸附、再被交換。因此，離子 交換劑具有吸附、交換雙重功效。常用的離子交換劑有離子交換樹脂、 離子交換纖維和沸石等。

螯合樹脂去除法是利用改性高分子樹脂上的含有氧、氮、硫等元 素的官能團能與果汁或蔬菜汁中的重金屬離子形成穩定的螯合物的 原理來達到去除重金屬離子的目的。常用的螯合型樹脂包括芐亞胺二 乙酸型螯合樹脂、巰基型螯合樹脂、胺基型螯合樹脂、芐胺基磷酸型 螯合樹脂和負載有三價鐵離子和/或三價鑭離子的芐胺基磷酸型螯合 樹脂。

隨著生物化學理論和技術的不斷進步和創新，目前已經出現了生 物體借助化學作用去除重金屬離子的方法。該方法的機理可能是細胞 外富集/沉積、細胞表面吸附或絡合、細胞內富集等。去除重金屬離 子的過程可能包括靜電吸引、絡合、離子交換、微沉淀、氧化還原反 應等各過程。

上述用來去除果汁或蔬菜汁中的重金屬離子的方法都存在或多 或少的缺點，這些缺點限制了它們在實際生產中的推廣和應用。