对柴油污染土壤洗涤修复表面活性剂的筛选及增效机制探究

分别采用5种表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、皂苷(saponin)、曲拉通X-100(TX-100)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)对柴油污染土壤进行清洗,考察pH、温度、搅拌时间、污染时长及助剂的使用对清洗效果的影响。并用Zeta电位仪对溶液电位,及接触角仪对清洗前后的土壤进行代表值的测定。结果表明:溶液浓度越大,清洗效果越好,对于柴油污染20 d的土壤,升高清洗温度和添加H_2O_2辅助清洗可提高柴油洗脱率;离子型表面活性剂的作用效果类似但存在差异,SDS在pH=10时使用最佳,柴油洗脱率可达65%,并可防止二次污染发生;SDBS则在pH=7时清洗效果最佳,洗脱率达59.3%;实验筛选出皂苷为较理想的清洗剂,与H_2O_2联用,柴油洗脱率最高可以达到75%;对于柴油污染130d土壤,延长清洗搅拌时间,可改善清洗效果。Zeta电位测定表明,表面活性剂与土壤粒子均带负电荷,"同性相斥"作用可防止二次污染。清洗后受柴油污染土壤的接触角变小,亲水性得到恢复。     

钠盐类型对表面活性剂清洗煤油污染土壤的强化效应

采用表面活性剂清洗煤油污染土壤,考察添加钠盐对洗脱率的影响,并用Zeta电位仪、表面张力仪对溶液及用接触角仪对清洗前后的土壤进行表征.结果表明,硅酸钠对十二烷基硫酸钠(SDS)清洗的增效作用最明显;酒石酸钠对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及聚氧乙烯月桂醚(Brij35)清洗的增效作用最明显;不同类型钠盐对曲拉通X-100(TX-100)清洗均有一定的增效作用但差别不明显;腐殖酸钠及硅酸钠对皂苷溶液清洗的增效程度相当,但就改良土质而言选用腐殖酸钠作助剂更为合适;硅酸钠对Tw-80清洗的增效作用随着Tw-80浓度的增大而增强,氯化钠和酒石酸钠则相反.钠盐增效清洗的作用机制是降低离子型表面活性剂的表面张力和临界胶束浓度;而非离子型表面活性剂的增效作用则是利用钠盐防止煤油"重吸附"及抗表面活性剂"沉淀",增大胶团体积来实现.接触角测量表明,煤油污染后的土壤亲水性减弱,清洗后接触角变小,亲水性增强,且随着表面活性剂浓度的增大接触角减小,对恢复土壤运输水分和养料正常功能有利.     

芘污染黑土的表面活性剂洗脱修复研究

采用批量平衡振荡法研究了几种阴离子和非离子表面活性剂对黑土中芘的洗脱效果,以及不同因素对洗脱效果的影响。结果表明,非离子表面活性剂对芘的洗脱效果优于阴离子表面活性剂。将SDS和Triton X-100以不同质量配比混合后,可提高其洗脱效果,尤其在质量配比为3∶7时洗脱效果最好。不同固液比条件可影响Triton X-100对芘的洗脱,Triton X-100在低浓度时,固液比为1∶30时的洗脱效果最好;浓度大于5.0 g/L后,固液比为1∶10时的洗脱效果最好。Triton X-100对土壤中低浓度芘的洗脱效果要好于土壤中高浓度的芘。萘在土壤中的共存会降低Triton X-100对芘的洗脱率,萘浓度越高,芘的洗脱率越低。Triton X-100对不同类型土壤中芘的洗脱效果相差不大,对新疆荒漠土的洗脱效果好于哈尔滨黑土,这可能与土壤有机质含量有关。     

表面活性剂对污染土壤中重金属Cu(Ⅱ)的洗脱试验研究

采用批平衡法比较研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(TX100)及其混合物(SDBS-TX100)对土壤中铜的洗脱作用.重点研究了表面活性剂浓度、清洗时间、溶液pH值、土水比、无机盐等因素对洗脱作用的影响.结果表明,表面活性剂对Cu(Ⅱ)污染土壤的洗脱作用存在较大差异.当表面活性剂初始浓度相同时,单一SDBS较不同质量配比的混合SDBS-TX100和单一TX100洗脱效果好;6 000 mg.L-1SDBS对Cu(Ⅱ)的洗脱效率达到46.3%,分别是同浓度SDBS-TX100(3∶1)、SDBS-TX100(1∶1)、SDBS-TX100(1∶3)和单一TX100洗脱效率的5.8、10.8、10.8和19.3倍;1∶10土水比条件下,清洗时间为24 h时,各表面活性剂体系都达到最好清洗效果;溶液pH值对表面活性剂洗脱Cu(Ⅱ)有显著影响,随着溶液pH值升高,表面活性剂的洗脱能力逐渐下降,强酸性条件下(pH=1.50),洗脱率最高可达95%;土水比越小表面活性剂对土壤中Cu(Ⅱ)的洗脱效果越好;无机盐对表面活性剂的洗脱能力影响不大,但是过量Mg2+(浓度>500...     

表面活性剂对土壤中多氯联苯的洗脱研究

采用实验室配置的PCBs污染土壤,以曲拉通X-100、吐温-80、SDS、SDBS 4种表面活性剂进行洗脱试验研究。结果表明:对于单一表面活性剂,SDS对污染土壤中多氯联苯的洗脱效果最好;采用1:20的固液比,进行2~3次洗脱,洗脱率可达50%以上;洗脱时间对洗脱效果影响不大;SDS—吐温-80混合表面活性剂对多氯联苯有协同增溶作用,且在土壤上的吸附损失较小,SDS和吐温-80的最佳质量比为5:5,在此条件下,浓度为7 000 mg/L的混合表面活性剂对多氯联苯污染土壤进行3次洗脱,洗脱率可高达97.89%。     

几种表面活性剂洗脱修复苊污染黑土研究

采用批量平衡振荡法研究了几种阴离子和非离子表面活性剂在单一使用和混合使用条件下对苊污染黑土的洗脱作用及影响因素。结果表明:4种表面活性剂对苊洗脱率的大小顺序为SDBS>SDS>Triton X-100>Tween40,且浓度越大,洗脱效果越好。将SDBS和Triton X-100按一定质量比例混合后可大幅度提高苊的洗脱率,不同质量比的苊洗脱率大小顺序为1∶9>1∶3>9∶1>1∶1>3∶1。水土比为20∶1的条件下,SDBS对苊污染黑土洗脱能力最高,15∶1时次之,10∶1时最低。NaCl和MgCl_2在低浓度条件下即可大幅度降低SDBS对黑土中苊的洗脱率。菲-苊混合污染土壤中,菲的存在使表面活性剂对苊的洗脱率下降。     

表面活性剂及其组合洗脱污染土壤中的硫丹

采用序批实验和并行解吸法,研究了添加和不添加Na2SiO3两种情况下,非离子表面活性剂和阴/非离子混合表面活性剂对污染老化土壤中α-、β-硫丹的洗脱效果与动力学特征.结果表明,不添加Na2SiO3时,α-、β-硫丹的洗脱率顺序为Tween80/SDS>Tween 80>Triton X-100.Triton X-100/SDS在100～500 mg·L-1和800～1 000 mg·L-1时的洗脱率分别低于和高于相应浓度的Triton X-100;添加Na2SiO3后,硫丹的洗脱率顺序为Tween 80/SDS>Tween 80>Triton X-100/SDS>Triton X-100,4种洗脱模式对硫丹的洗脱能力均显著提高,其中α-硫丹的洗脱率分别是不加Na2SiO3的1.17～2.73、1.87～4.02、1.85～6.56和1.87～2.85倍.硫丹的洗脱过程可用4参数2室一级动力学模型描述,存在明显的快速洗脱和慢速洗脱阶段;β-硫丹的洗脱速率和洗脱率均低于相应处理的α-硫丹,表明β-硫丹较难从土壤中洗脱;添加Na2SiO3可增大硫丹的快速和慢速洗脱速率常数,减少慢速洗脱的百分率.与其它洗脱模式比较,添加Na2SiO3的Tween 80/SDS能够高效、快速洗脱污染土壤中的硫丹,是一种优良的混合洗脱剂.     

表面活性剂-无机电解质-石油烃的匹配性与石油污染土壤清洗性能

选择SDBS、SHO、AEO、NP-10共4种表面活性剂,以重质油含量高的老化型石油污染土壤为对象,考察表面活性剂与石油不同族组分的匹配性。基于表面活性剂的分子排列调控机理,将表面活性剂与无机电解质组配,开展油污土壤清洗效果分析和适宜性评价。结果表明:在温度为65 ℃、固液比为1:5、清洗时间1 h时,4种表面活性剂的清洗能力依次为SDBS>SHO>>AEO≈NP-10;选取Na₂CO₃、Na₂SiO₃、NaOH等无机电解质与表面活性剂复配清洗油污土壤,除SDBS以外,SHO、AEO、NP-10的洗脱能力均显著提高,Na₂CO₃、Na₂SiO₃对AEO和NP-10的增效作用更为突出。由于结构差异明显,4种表面活性剂对石油不同组分显示出不同匹配性,再与合适的电解质复配后,脱附性能得到强化。其中,AEO与Na₂SiO₃复配后对饱和烃的洗脱效果最好,洗脱率达到92.97%;AEO与Na₂CO₃复配后对芳香烃的洗脱效果最好,洗脱率达到93.58%。NP-10与Na₂SiO₃复配后,胶质沥青质洗脱率达到83.47%。因此,在油污土壤清洗中,依据石油族组分比例,可通过配制匹配性复合清洗剂来提高洗脱效率。以饱和烃为主的石蜡基油污土壤进行清洗,双组分的AEO+Na₂SiO₃复合药剂对石油类的洗脱率达到89.14%,具有应用前景。     

表面活性剂增溶洗脱土壤中多环芳烃的效果研究

表面活性剂增效洗脱修复技术被广泛应用于土壤修复. 本文选取11种非离子型和3种离子型表面活性剂对多环芳烃(PAHs,菲、芘、苯并[a]芘)污染土壤进行洗脱研究,筛选出洗脱效果较好的表面活性剂,并深入探索表面活性剂浓度、洗脱时间、固液比等因素以及表面活性剂的复配对土壤PAHs增效洗脱的影响,旨在比选出一种高效洗脱土壤PAHs的表面活性剂并对其洗脱方法进行优化. 结果表明:①表面活性剂浓度为10 g/L、固液比为1∶20条件下,聚氧乙烯醚-10(NSF10)的去除率最高,达到78%;其次为曲拉通X-100(TX-100)和吐温80(TW-80),去除率分别为76.7%和73.4%. ②随着表面活性剂添加浓度的增加,土壤PAHs的去除率增大,当表面活性剂浓度超过5 g/L时,PAHs去除率的增幅减缓,可见,5 g/L是相对有效且经济的表面活性剂添加浓度. ③当洗脱时间为16 h时,NSF10对PAHs的洗脱达到平衡,继续延长洗脱时间,洗脱效果并未增强. ④增加NSF10用量有利于洗脱,固液比1∶40是最优固液比,此时PAHs的去除率已达到固液比为1∶100时的85.2%. ⑤非离子表面活性剂NSF10、TX-100、TW-80与阴离子表面活性剂SDS分别以体积比9∶1进行复配时均取得了优于单一活性剂的洗脱效果,NSF10与SDS体积比为7∶3时,增溶洗脱效果最为明显,比单一表面活性剂提高了18.2%. 研究显示,NSF10是一种高效的PAHs洗脱剂,添加浓度为5 g/L、洗脱时间为16 h、固液比为1∶40是其最优参数选择,其与SDS以体积比7∶3进行复配可进一步提升增溶洗脱效果.      

O3纳米气泡强化表面活性剂修复柴油污染土壤

实验将纳米气泡(直径50~270nm)与臭氧相结合,对比臭氧纳米气泡处理后对3种表面活性剂去除土壤中柴油污染物的增效作用,并探讨表面活性剂浓度、土质以及土壤老化时间等不同条件对污染物去除率的影响。对不同方式处理后的土壤样品进行XRD、FTIR表征,采用GC/MS对柴油组分的降解产物进行分析。结果表明,同等条件下3种表面活性剂随着浓度的增加,对柴油的洗脱效率也随之提高,洗脱能力依次为SDS＞SDBS＞TX-100。表面活性剂在搅拌实验30min内对污染物的去除效果增效明显,30~40min增速放缓。臭氧纳米气泡提高表面活性剂对砂土中柴油去除率明显高于壤土,其中砂土和壤土中柴油去除率提高约13%和9%。壤土中污染物的老化时间与去除率成反比,臭氧纳米气泡处理对较长老化时间的壤土中柴油去除率也有显著提高,对老化60天污染壤土提高近8%。FTIR光谱表明含有臭氧纳米气泡的表面活性剂可以减少对土壤中有机质主要官能团的影响。GC/MS图谱分析表明残留污染物组分主要为烷烃,降解难度:烷烃<烯烃<环烷烃<芳香族化合物。     

不同淋洗剂对土壤中多氯联苯的洗脱

应用批量平衡振荡法研究了4种化学表面活性剂〔TX-100(曲拉通X-100)、TW-80(吐温80)、SDBS(十二烷基苯磺酸钠)、CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)〕、2种生物表面活性剂〔Saponin(皂素)、RL(鼠李糖脂发酵液)〕和1种生物产品(β-环糊精)对污染土壤中PCBs(以Aroclor1254为例)的洗脱效果. 结果表明:在设定的质量浓度范围内,洗脱效果总体表现为TX-100≈TW-80＞SDBS＞β-环糊精＞Saponin＞RL＞CTMAB;ρ(PCBs)为10g/L时,TX-100、TW-80、SDBS、β-环糊精、Saponin、RL、CTMAB对污染土壤中PCBs的洗脱率分别为54.99%、53.12%、46.99%、25.35%、14.76%、13.70%、0%. 通过对洗脱效果、土壤吸附量、淋洗剂成本和环境友好性4个方面的综合考量,筛选出TX-100和β-环糊精2种相对较好的淋洗剂,对其洗脱时间、洗脱次数和淋洗剂pH的影响进行研究,结果表明,TX-100和β-环糊精对土壤中PCBs的洗脱率在洗脱时间为12h时出现拐点,之后洗脱率提高不大;2种淋洗剂的3次洗脱均以第1次为主,第2次和第3次洗脱对洗脱效果没有显著贡献;相同体积的淋洗剂分2次洗脱与1次洗脱效果相当;pH为4~10时,对2种淋洗剂的洗脱效果影响很小.      

表面活性剂对极性有机物在沉积物上吸附的影响

研究了苯酚、苯胺和对硝基苯酚在沉积物-十二烷基苯磺酸钠(SDBS)体系中的分配特性.结果表明200mg/L和1200mg/L的SDBS存在下,苯胺和对硝基苯酚的沉积物-水分配系数均增大,分配作用的增大倍数与有机物的K_ow呈正相关;苯酚的分配系数则因表面活性剂存在浓度的不同分别增大和减小.十二烷基硫酸钠(SDS)、Triton X-100(TX100)和Brij30存在下,苯酚等温吸附实验表明:表面活性剂浓度约低于其临界胶束浓度(CMC)时,苯酚的吸附量增大;表面活性剂浓度约高于其CMC时,苯酚的吸附量比纯水中的吸附量小.     

生物表面活性剂皂角苷对菲在水和土壤间分配行为影响

文章比较研究了皂角苷(saponin)、Triton X-100以及二者的混合物对多环芳烃菲在土壤和水相间分配行为的影响。结果表明,在所选择的表面活性剂中,皂角苷对菲在水和土壤间的分配具有最强的增溶能力。在竞争吸附的作用下,随着加入的表面活性剂的量不同,菲在水和土壤间的分配行为也有差异。当表面活性剂的浓度较低时,促进菲在土壤上的吸附;当加入的表面活性剂的量超过其临界胶束浓度(CMC)时,菲在水和土壤间的分配系数随着表面活性剂浓度的增大出现持续减小的趋势。并且在相同浓度下,皂角苷和TritonX-100组成的混合表面活性剂的增溶能力比单独使用非离子表面活性剂Triton X-100强。同样在混合表面活性剂的协同增溶作用下,菲在水和土壤间的分配系数随着表面活性剂浓度的增加出现持续减小的趋势。     

Mobilization of arsenic from contaminated sediment by anionic and nonionic surfactants

The increasing manufacture of surfactants and their wide application in industry,agriculture and household detergents have resulted in large amounts of surfactant residuals being discharged into water and distributed into sediment. Surfactants have the potential to enhance arsenic mobility, leading to risks to the environment and even human beings. In this study, batch and column experiments were conducted to investigate arsenic mobilization from contaminated sediment by the commercial anionic surfactants sodium dodecylbenzenesulfonate(SDBS), sodium dodecyl sulfate(SDS), sodium laureth sulfate(AES)and nonionic surfactants phenyl-polyethylene glycol(Triton X-100) and polyethylene glycol sorbitan monooleate(Tween-80). The ability of surfactants to mobilize arsenic followed the order AES SDBS SDS ≈ Triton X-100 Tween 80. Arsenic mobilization by AES and Triton X-100 increased greatly with the increase of surfactant concentration and p H, while arsenic release by SDBS, SDS and Tween-80 slightly increased. The divalent ion Ca~(2+) caused greater reduction of arsenic mobilization than Na~+. Sequential extraction experiments showed that the main fraction of arsenic mobilized was the specifically adsorbed fraction. Solid phase extraction showed that arsenate(As(V)) was the main species mobilized by surfactants,accounting for 65.05%–77.68% of the total mobilized arsenic. The mobilization of arsenic was positively correlated with the mobilization of iron species. The main fraction of mobilized arsenic was the dissolved fraction, accounting for 70% of total mobilized arsenic.     

Sorption and transport studies of cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) and Triton X-100 in clayey soil

Surfactants are soil washing agents and facilitators for subsurface remediation of hydrocarbon spills.It is important to understand the sorption and transport behavior of surfactants for enhanced soil remediation.The adsorption and desorption isotherms of cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) and Triton X-100 with sand and kaolinite have been quantified.Kaolinite clay had the highest sorption capacity compared to blasting sand.Transport parameters such as diffusion coefficient (D) and retardation factor (R) of the above mentioned surfactant solutions were determined in clayey soils (82.5% sand and 17.5% kaolinite mixture) with near zero and 0.1 g/L ionic strength.NaCl was used as the electrolyte solution.Convection-Diffusion equation was used to model the breakthrough curves of the surfactants.Bromide ion was chosen as the tracer material in order to characterize the column.CTAB and Triton X-100 were used to flush the perchloroethylene (PCE) contaminated soil.The effectiveness of CTAB and Triton X-100 in flushing the PCE from the contaminated soil was quantified.     

Water solubility enhancements of pyrene by single and mixed surfactant solutions

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｕｒｆａｃｔａｎｔｓｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆＮＡＰＬ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｉｔｅｓｂｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅａｑｕｅｏｕｓ ｐｈａｓｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮＡＰＬｖｉａｍｉｃｅｌｌｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ,ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ,ｏｒｍｏｂｉｌｉｚｉｎｇｔｈｅＮＡＰＬｐｈａｓｅ (Ｋｉｌｅ ,1989;Ｅｄｗａｒｄｓ,1991;Ｇｕｈａ ,1998ａ ;Ｋｏ ,1998;Ｚｉｍｍｅｒｍａｎ ,1999;Ｂｅｔｔａｈａｒ,1999;Ｗｉｌｌｓｏｎ ,1999;Ｐａ…