表面活性剂在污染土壤修复中的应用
摘要：近年来，我国经济建设虽然取得了很大的成就，但环境污染程度却越来越严重。特别是大量的污染物直接或间接排放到土壤中，导致我国的土壤污染程度日益严重，这引起了人们的高度重视。现阶段，越来越多的修复技术被应用到了污染土壤的修复过程中，特别是表面活性剂的应用，对于有机物和重金属污染严重的土壤有非常好的修复效果。基于此，本文主要对表面活性剂在污染土壤修复中的应用进行了分析和研究，以供相关人士参考。
关键词：表面活性剂；污染土壤；修复应用
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）03-0155-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.081
Abstract：In recent years， although Chinas economic construction has made great achievements， but the degree of environmental pollution is more and more serious. In particular， a large number of pollutants directly or indirectly discharge into the soil， leading to the increasingly serious soil pollution in China， which caused great attention. At present， more and more repair technology is applied to the remediation of contaminated soil， especially the application of surfactants， which has very good restoration effect for the soil and heavy metal pollution. Based on this， the application of surfactants in remediation of contaminated soil are analyzed and studied for reference.
Keywords： surfactant； Contaminating soil； Restoration application
表面活性剂由于具有较强的亲水及亲油效果，并且具有极强的吸附性，因此在土壤修复过程中的效果极佳。特别是对于污染严重的土壤，表面活性剂的应用能够增强有机物的溶解性，从而将其从土壤中吸收出来，进而起到净化土壤的目的。在我国环保意识逐渐增强的今天，表面活性剂的应用将会更加广泛，因此加大对其的研究力度具有较大的现实意义。
1 表面活性剂的修复机理分析
1.1 增溶机理
1.1.1 直接增溶
直接增溶是表面活性剂与土壤接触后，随着洗脱液一并进入土壤中，从而与土壤中的污染物进行接触，在疏水作用下会对土壤中的污染物进行吸附，当表面活性剂的浓度超过CMC以后，被吸附的污染物会逐渐形成胶束，而形成的胶束会随着洗脱液脱离土壤。
1.1.2 间接增溶
间接增溶与直接增溶的区别主要在于进入土壤的表面活性剂的浓度要高于CMC，这就使得了表面活性剂先形成胶束，然后再对土壤中的污染物质进行吸附。当将土壤中的污染物进行摄取之后，同样会随着洗脱液离开土壤，从而达到净化土壤的目的。
1.2 增溶能力评价
为了使污染土壤的修复具有更好的效果，需要确保所选取的表面活性剂更加的合理，而要想做到这一点，需要对污染物的增溶能力进行准确评价，进而选择合适的表面活性剂。目前在对增溶能力进行评价的时候，所能采取的评价公式是多种多样的，比如较为常用的亲醇水分配系数相关的评价公式、对增溶产生的负作用公式等等。不过不管选择哪一种评价公式进行增溶能力的评价，都需要对土壤复杂的环境进行充分考虑，并且对于表面活性剂及多种污染物作用力进行综合考虑，这样能够确保增溶能力的评价具有更高的准确性能。
2 表面活性剂在污染土壤修复中的应用研究
现阶段，在对污染土壤进行修复的时候，使用表面活性剂的修复方法，主要是对有机污染物土壤及重金属污染土壤进行修复，下面对其进行详细地研究和叙述：
2.1 对有机污染物土壤的修复
在采用表面活性剂对有机物污染土壤进行修复的时候，所进行的修复处理主要有原位及已为处理这两种处理方式：
对有机物污染土壤的原位修复，又被称之为就地修复，具体的实施方法是通过向被污染的土壤进行表面活性剂的喷洒或抽出井处理。一般来说，最为常见的方法是将表面活性剂喷洒于有机污染物土壤的表面，[1]在表面活性萃取剂的作用下，土壤之中的有机污染物会转至地下水处，之后利用抽出井进行抽出处理。
对有机物污染土壤的异位修復，是指先将被污染的土壤挖掘出来，然后将其装入非渗透性的容器当中，通过表面活性剂的应用，能够将土壤中含有的有机污染物质逐渐排出。随着表面活性剂的不断加入，所排出的有机污染物会更多。
对于表面活性剂的应用，之所以能够起到修复土壤的作用，主要在于向污染土壤中加入表面活性剂，能够使得液体与固体之间的表面张力得到进一步的减小，从而将土壤孔隙中的油类物质分散出来。随着表面活性剂浓度的进一步增大，就会在溶剂之中形成胶束，由于胶束所具有的内部憎水性及外部亲水性的特点，能够进一步加大对有机污染物的吸附，从而使其能够更好地随着洗脱液脱离出来。
目前，在使用表面活性剂进行有机污染物土壤的修复时，所经常使用到的表面活性剂主要有以下几种：如TX-100等非离子表面活性剂，如溴化十六烷基三甲铵阳离子表面活性剂以及如十二烷基苯磺酸钠阴离子表面活性剂等。这些表面活性剂的应用，主要能够对土壤中的硝基苯酚、苯酚、萘等有机污染物进行有效地吸收。
2.2 在重金属污染土壤中的应用研究
相比较于有机物污染土壤，重金属污染土壤的危害性更大一些，这是因为重金属在土壤之中会逐渐积累，并且易于被农作物吸收，当这些含有重金属元素的作物通过食物链进行人体之后，会对人们的身体健康造成极其严重的危害。[2]另外，当土壤之中含有一定量的重金属后，在雨水系统的作用下，会使得一些重金属元素流入地下水系统中，进而给地下水造成相当严重的污染。因此，加强对重金属污染土壤的修复处理工作势在必行。
在使用表面活性剂对重金属污染土壤进行修复的时候，阴离子型的表面活性剂会吸附在土壤的表面，然后与土壤之中的重金属进行络合，在时间的作用下会逐渐排出土壤；而阳离子型的表面活性剂主要是通过离子交换将土壤中的重金属从固相逐步转移到液相当中，以实现对于土壤的修复工作；特别是对于Cu、Pb、Cd、Zn等重金属污染土壤，有非常好的修复效果。至于非离子型的表面活性剂，由于是直接与重金属发生络合作用，这样使得了应用非离子型的表面活性剂去除土壤之中重金属的效率较低，因此在选择表面活性剂进行重金属污染土壤修复时，尽可能不要选用非离子型表面活性剂。
3 结束语
综上所述，在污染土壤的修复过程中，应用表面活性剂所起到的效果显著。因此，作为相关人员，需要进一步加大对表面活性剂的研究力度，掌握好表面活性剂应用的机理和要点，从而确保表面活性剂的应用能够更好地修复污染土壤，以实现我国可持续发展战略的目标。
参考文献
[1]魏忠义，李培军，李晓军等，有机酸与表面活性剂联合作用对土壤重金属的浸提效果研究[J]，生态环境学报，2011，（6）：14-15.
[2]王莉玮，陈玉成，董姗燕.表面活性剂与螯合剂对植物吸收Cd 及Cu 的影响[J].西南农业大学学报（自然科学版），2014，26（6）：745-749.
收稿日期：2017-05-06
作者简介：张启（1982-），女，硕士，工程师，研究方向为场地调查与风险评估、土壤修复。
关键词：表面活性剂；污染土壤；修复应用
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）03-0155-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.081
Abstract：In recent years， although Chinas economic construction has made great achievements， but the degree of environmental pollution is more and more serious. In particular， a large number of pollutants directly or indirectly discharge into the soil， leading to the increasingly serious soil pollution in China， which caused great attention. At present， more and more repair technology is applied to the remediation of contaminated soil， especially the application of surfactants， which has very good restoration effect for the soil and heavy metal pollution. Based on this， the application of surfactants in remediation of contaminated soil are analyzed and studied for reference.
Keywords： surfactant； Contaminating soil； Restoration application
表面活性剂由于具有较强的亲水及亲油效果，并且具有极强的吸附性，因此在土壤修复过程中的效果极佳。特别是对于污染严重的土壤，表面活性剂的应用能够增强有机物的溶解性，从而将其从土壤中吸收出来，进而起到净化土壤的目的。在我国环保意识逐渐增强的今天，表面活性剂的应用将会更加广泛，因此加大对其的研究力度具有较大的现实意义。
1 表面活性剂的修复机理分析
1.1 增溶机理
1.1.1 直接增溶
直接增溶是表面活性剂与土壤接触后，随着洗脱液一并进入土壤中，从而与土壤中的污染物进行接触，在疏水作用下会对土壤中的污染物进行吸附，当表面活性剂的浓度超过CMC以后，被吸附的污染物会逐渐形成胶束，而形成的胶束会随着洗脱液脱离土壤。
1.1.2 间接增溶
间接增溶与直接增溶的区别主要在于进入土壤的表面活性剂的浓度要高于CMC，这就使得了表面活性剂先形成胶束，然后再对土壤中的污染物质进行吸附。当将土壤中的污染物进行摄取之后，同样会随着洗脱液离开土壤，从而达到净化土壤的目的。
1.2 增溶能力评价
为了使污染土壤的修复具有更好的效果，需要确保所选取的表面活性剂更加的合理，而要想做到这一点，需要对污染物的增溶能力进行准确评价，进而选择合适的表面活性剂。目前在对增溶能力进行评价的时候，所能采取的评价公式是多种多样的，比如较为常用的亲醇水分配系数相关的评价公式、对增溶产生的负作用公式等等。不过不管选择哪一种评价公式进行增溶能力的评价，都需要对土壤复杂的环境进行充分考虑，并且对于表面活性剂及多种污染物作用力进行综合考虑，这样能够确保增溶能力的评价具有更高的准确性能。
2 表面活性剂在污染土壤修复中的应用研究
现阶段，在对污染土壤进行修复的时候，使用表面活性剂的修复方法，主要是对有机污染物土壤及重金属污染土壤进行修复，下面对其进行详细地研究和叙述：
2.1 对有机污染物土壤的修复
在采用表面活性剂对有机物污染土壤进行修复的时候，所进行的修复处理主要有原位及已为处理这两种处理方式：
对有机物污染土壤的原位修复，又被称之为就地修复，具体的实施方法是通过向被污染的土壤进行表面活性剂的喷洒或抽出井处理。一般来说，最为常见的方法是将表面活性剂喷洒于有机污染物土壤的表面，[1]在表面活性萃取剂的作用下，土壤之中的有机污染物会转至地下水处，之后利用抽出井进行抽出处理。
对有机物污染土壤的异位修復，是指先将被污染的土壤挖掘出来，然后将其装入非渗透性的容器当中，通过表面活性剂的应用，能够将土壤中含有的有机污染物质逐渐排出。随着表面活性剂的不断加入，所排出的有机污染物会更多。
对于表面活性剂的应用，之所以能够起到修复土壤的作用，主要在于向污染土壤中加入表面活性剂，能够使得液体与固体之间的表面张力得到进一步的减小，从而将土壤孔隙中的油类物质分散出来。随着表面活性剂浓度的进一步增大，就会在溶剂之中形成胶束，由于胶束所具有的内部憎水性及外部亲水性的特点，能够进一步加大对有机污染物的吸附，从而使其能够更好地随着洗脱液脱离出来。
目前，在使用表面活性剂进行有机污染物土壤的修复时，所经常使用到的表面活性剂主要有以下几种：如TX-100等非离子表面活性剂，如溴化十六烷基三甲铵阳离子表面活性剂以及如十二烷基苯磺酸钠阴离子表面活性剂等。这些表面活性剂的应用，主要能够对土壤中的硝基苯酚、苯酚、萘等有机污染物进行有效地吸收。
2.2 在重金属污染土壤中的应用研究
相比较于有机物污染土壤，重金属污染土壤的危害性更大一些，这是因为重金属在土壤之中会逐渐积累，并且易于被农作物吸收，当这些含有重金属元素的作物通过食物链进行人体之后，会对人们的身体健康造成极其严重的危害。[2]另外，当土壤之中含有一定量的重金属后，在雨水系统的作用下，会使得一些重金属元素流入地下水系统中，进而给地下水造成相当严重的污染。因此，加强对重金属污染土壤的修复处理工作势在必行。
在使用表面活性剂对重金属污染土壤进行修复的时候，阴离子型的表面活性剂会吸附在土壤的表面，然后与土壤之中的重金属进行络合，在时间的作用下会逐渐排出土壤；而阳离子型的表面活性剂主要是通过离子交换将土壤中的重金属从固相逐步转移到液相当中，以实现对于土壤的修复工作；特别是对于Cu、Pb、Cd、Zn等重金属污染土壤，有非常好的修复效果。至于非离子型的表面活性剂，由于是直接与重金属发生络合作用，这样使得了应用非离子型的表面活性剂去除土壤之中重金属的效率较低，因此在选择表面活性剂进行重金属污染土壤修复时，尽可能不要选用非离子型表面活性剂。
3 结束语
综上所述，在污染土壤的修复过程中，应用表面活性剂所起到的效果显著。因此，作为相关人员，需要进一步加大对表面活性剂的研究力度，掌握好表面活性剂应用的机理和要点，从而确保表面活性剂的应用能够更好地修复污染土壤，以实现我国可持续发展战略的目标。
参考文献
[1]魏忠义，李培军，李晓军等，有机酸与表面活性剂联合作用对土壤重金属的浸提效果研究[J]，生态环境学报，2011，（6）：14-15.
[2]王莉玮，陈玉成，董姗燕.表面活性剂与螯合剂对植物吸收Cd 及Cu 的影响[J].西南农业大学学报（自然科学版），2014，26（6）：745-749.
收稿日期：2017-05-06
作者简介：张启（1982-），女，硕士，工程师，研究方向为场地调查与风险评估、土壤修复。
