表面活性劑在油污土壤修復(fù)中的應(yīng)用淺析

　　環(huán)保 油污土壤是指在特定的環(huán)境條件下，土壤的石油類物質(zhì)的含量超過其自凈能力而造成土壤環(huán)境惡化的現(xiàn)象。在石油開采、煉制、貯運、使用過程中，井噴、遺漏、輸油管道泄漏、污染等事故頻發(fā)，以及含油廢水的排放、各種石油制品的揮發(fā)等導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤石油污染。

　　針對石油污染土壤不同狀況，國內(nèi)外目前已經(jīng)形成了一系列的土壤石油污染修復(fù)技術(shù)。按照起主導(dǎo)修復(fù)作用處理技術(shù)的不同，可以將現(xiàn)有土壤污染的修復(fù)技術(shù)簡單地分為四大類，即物理修復(fù)方法、化學(xué)修復(fù)方法、生物修復(fù)以及綜合修復(fù)方法。其在化學(xué)修復(fù)法中的清洗與淋洗技術(shù)和生物修復(fù)法中的微生物修復(fù)技術(shù)中，表面活性劑得到了廣泛的應(yīng)用。文中主要評述表面活性劑在油污土壤修復(fù)中的研究和應(yīng)用進(jìn)展。

　　1、油污土壤修復(fù)中表面活性劑的種類和特點

　　根據(jù)表面活性劑在油污土壤修復(fù)中的來源不同，可將表面活性劑分為合成表面活性劑和生物表面活性劑。合成表面活性劑經(jīng)常用于修復(fù)油污土壤中作為滲透劑，多為陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑。非離子表面活性劑如OP、TW－80、平平加、AEO－9等，陰離子表面活性劑如十二烷基苯磺酸鈉SLS、AES等。而陽離子表面活性劑因為增溶作用差、對生物有毒性、容易吸附在土壤上造成殘留而受到局限。

　　生物表面活性劑是在一定培養(yǎng)條件下，微生物、植物或動物產(chǎn)生的具有表面活性的天然產(chǎn)物及其衍生物。其中微生物產(chǎn)生的生物表面活性劑占絕大部分，依據(jù)化學(xué)組成和微生物來源可分為糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、聚合物等幾大類。生物表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單個分子占據(jù)的空間較大，清洗石油的效率遠(yuǎn)高于合成表面活性劑，生物表面活性劑還具有高效、無毒、抗菌、經(jīng)濟(jì)和無二次污染等優(yōu)點，同時具有更好的環(huán)境相容性、更高的起泡性，在極端溫度、pH、鹽含量下具有更好的選擇性和專一性;結(jié)構(gòu)多樣，適用于特殊領(lǐng)域。因此，生物表面活性劑是油污土壤修復(fù)技術(shù)表面活性劑研究和使用的重點和熱點。

　　2、表面活性劑在油污土壤修復(fù)中的作用機(jī)理

　　2．1在油污土壤淋洗和洗滌中的機(jī)理

　　油污土壤化學(xué)修復(fù)法主要是淋洗技術(shù)，該技術(shù)在近幾年得到了一定的實際應(yīng)用，分為原位淋洗和異位淋洗，原位淋洗是通過在污染的場地利用注射井向土壤中注入含有表面活性劑的淋洗劑，靠淋洗劑的自身重力或是外界力使淋洗劑向下滲透與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。含污染物的溶劑可以通過提取井的方式回收，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放。異位淋洗是將污染土壤進(jìn)行挖掘后運輸?shù)街付ǖ奈廴就寥捞幚韽S，污染土壤和淋洗液按照一定的固液比混合放入淋洗反應(yīng)器，通過攪拌等外力的輔助作用讓污染土壤和淋洗液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。待土壤中的污染物由固相轉(zhuǎn)移到液相時，可將液體通過自然蒸發(fā)或液體重力滲透分離。處理后的土壤再運回到受到污染的原場地進(jìn)行回填，含有污染物的淋洗液則經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后排放或回收。

　　油污土壤清洗是使土壤中的污染物轉(zhuǎn)移到液相，并將處理后的土壤進(jìn)行回填、廢液處理后外排或回用的方法。主要包括:油污土壤的挖掘、油污土壤的清洗修復(fù)處理、污染物的固液分離、殘余物質(zhì)的處理處置和最終土壤處置等5個步驟。

　　在油污土壤的淋洗和洗滌中使用淋洗劑和洗滌劑均是水和表面活性劑的溶液。表面活性劑因為其具有親水親油的兩親性特點，本身具有降低油水界面張力的能力，表面活性劑分子在土壤和水以及油和水界面間大量聚集，降低接觸面界面張力，使土壤和油的接觸角增大，土壤對油產(chǎn)生的吸附力減小，提高石油的遷移能力，可使水潤濕土壤和油的表面界面張力的降低使得吸附在土壤上的油滴從土壤表面分離。Urum等研究發(fā)現(xiàn)，污染物去除率在位于表面活性劑CMC附近時達(dá)到最大，認(rèn)為是因為界面張力降低起主要作用。

　　增溶現(xiàn)象是表面活性劑形成膠束的一種特殊作用，是對親油物質(zhì)的一種溶解過程，增溶量隨著膠束體積增大而增多，增溶現(xiàn)象發(fā)生在CMC臨界膠束濃度以上。Chang等研究發(fā)現(xiàn)，表面活性劑濃度大于CMC時對污染物去除作用有明顯的提升，認(rèn)為增溶作用起主要作用。Zhu等發(fā)現(xiàn)，增溶作用與污染物本身以及表面活性劑性質(zhì)有很大關(guān)系。國內(nèi)外一些研究者對柴油等難降解污染物的增溶作用進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了表面活性劑用量對污染物增溶的影響規(guī)律。