开关表面活性剂对土壤及地下水中多环芳烃污染的增效修复研究进展

开关表面活性剂在环境中主要应用于处理土壤及地下水系统中疏水性有机污染物,污染物多环芳烃(PAHs)是目前其应用研究的热点. 本文详细阐述了开关表面活性剂对土壤及地下水中PAHs污染的可逆增效机理,增效机理基于开关表面活性剂胶束形态的改变;汇总了常用于土壤及地下水PAHs污染修复的三类开关型表面活性剂,通过比较光开关型、CO₂/N₂开关型和氧化还原开关型在开关前后的表面活性理化指标来解释其微观调控特征,认为微观调控基于其响应基团发生化学反应;重点总结了这三类开关表面活性剂在改变表面张力的可逆性与对PAHs增溶的可逆性上具备的优缺点;阐述了开关表面活性剂在实际应用中可能受很多外界因素的影响,并重点关注温度、pH、无机离子和土壤矿物对其的影响. 今后需通过一定规模的野外场地试验,探究多种环境因素动态耦合对开关表面活性剂增溶PAHs的影响机制,厘清在环境因素动态耦合下不同调控方式与分离效率之间的关系,为筛选适合不同环境的开关表面活性剂提供理论数据支撑.      

不同油相微乳液性质及其增溶菲的性能研究

以Tween 80为表面活性剂,正戊醇为助表面活性剂,3种不同的植物油（大豆油、棕仁油、葵花油）作为油相构建微乳相图,探究不同油相对微乳液性质的影响.制备了不同油相与表面活性剂质量比（O/S）的3种植物油基系列微乳液,并对比了它们对菲的增溶效果.结果表明,不同油相对微乳液的成相能力及稀释特性影响较大,其中棕仁油 > 葵花油 > 大豆油.3种油相微乳液在不同含水量下具有相似的电导率变化趋势且均为牛顿型流体.制备的3种植物油基系列微乳液对菲的增溶能力均随体系中油含量的增加而提高,其中大豆油基微乳液对菲的增溶效果最差,而棕仁油微乳液在O/S值为0.1时对菲的增溶效果最好,可达2.18g/L.     

荧光假单胞菌代谢α-蒎烯过程中表面活性物质的定向积累及其性状分析

从处理α-蒎烯的生物滴滤塔中分离到一株荧光假单胞菌PT,该菌株在代谢α-蒎烯的过程中能产生具有表面活性的物质.通过优化培养基,使得菌株在降解过程中能最大程度地积累表面活性的代谢产物,培养液的表面张力下降至30 mN·m-1.采用红外光谱、薄层色谱等分析方法对分离得到的油状产物进行鉴定,并结合α-蒎烯的微生物代谢途径,确定该表面活性物质为紫苏酸,分子式为C10H14O2.这类物质对柴油和正己烷有较明显地乳化作用,乳化指数达到40％～60％,对多环芳烃(菲、萘、芘)也有明显地增溶效果,在其临界胶束浓度时水中溶解度分别提高了2.65％、6.07％和10.0％.以上结果表明,该表面活性物质可替代化学表面活性剂广泛用于环境污染的修复治理中.     

恩诺沙星在含水氧化铝和含水氧化铁上的配位吸附及配位增溶效应

采用批平衡试验方法,研究了恩诺沙星(ENR)在含水氧化铝(HAO)和含水氧化铁(HFO)上的吸附行为.结果表明,恩诺沙星在两类不同含水氧化物上的吸附可以用Langmuir等温方程描述,其中,吸附平衡常数K_L (HFO) > K_L (HAO).当溶液中NaCl的浓度在0.01~0.50 mol·L^-1之间时,恩诺沙星的最大吸附量随着溶液离子强度的增大呈下降趋势,但吸附低浓度的恩诺沙星时,离子强度对吸附量的影响不大,表明此时两类含水氧化物对恩诺沙星的吸附均以配位反应为主.实验还发现,在较强的酸性或碱性环境中,恩诺沙星的吸附量都明显减小,配位吸附主要发生在pH为5~8的范围内,配位点主要发生在C-3羧基的位点上,形成ENR∶M (金属离子) =1∶1型的配合物,同时生成的表面配合物促进了恩诺沙星的溶解.     

鼠李糖脂生物表面活性剂对多环芳烃的增溶作用

考察了鼠李糖脂生物表面活性剂对多环芳烃类化合物(萘,菲和芘)的增溶特性以及温度、盐度、pH值等环境因子对增溶性能的影响,结果表明,鼠李糖脂浓度在临界胶束浓度(CMC)以上时,多环芳烃化合物在水相中的溶解度随表面活性剂浓度的增大而线性增大,摩尔增溶比(MSR)随被增溶物分子量的增大而减小,即萘＞菲＞芘;胶束/水分配系数(Km)随被增溶物疏水性增大而增大,即芘＞菲＞萘;IgKm与IgKow之间呈良好线性正相关性,鼠李糖脂对菲的增溶作用随温度升高略有增大,而随所添加NaCl浓度的增大显著增大,鼠李糖脂对菲的增溶作用在pH值为5.5时达到最大,然后随pH值的升高而不断下降,在pH值达7.5后基本保持不变.     

腐殖酸对蒽的增溶作用及其影响因素

对比研究了腐殖酸(HA)及3种非离子表面活性剂(Tween20,Tween80,TX100)对典型多环芳烃蒽的增溶性,并探讨了离子强度、共存有机物对HA增溶多环芳烃行为的影响,实验结果表明,当表面活性物质浓度大于临界胶束浓度(CMC)时,蒽的表观溶解度与表面活性物质浓度具有良好的线性关系,而且HA与非离子表面活性剂相比,其增溶效果明显优于非离子表面活性剂,增溶顺序为HA＞Tween20＞Tween80＞TX100;同时离子强度及共存有机物对HA增溶葸的程度均有较大的影响.     

Tween-20胶束溶液对甲苯的增溶吸收作用规律及预测

以Tween-20非离子表面活性剂及助表面活性剂混合溶液作为吸收剂,增溶吸收甲苯有机废气,根据增溶实验测定的表观亨利系数预测甲苯吸收容量,结果表明,当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时增溶吸收效果显著,溶质的表观溶解度与表面活性剂浓度呈正比关系;助表面活性剂可以不同程度的提高表面活性剂溶液的增溶能力,其规律为正丁胺>正丁醇>正丁酸;利用表观亨利系数预测吸收剂吸收容量的平均相对偏差分别为7.34%和8.85%,预测方法可行.     

非离子表面活性剂溶液中多环芳烃的溶解特性

采用3种典型非离子表面活性剂(Tween80、Tween20和Triton X-100),对4种典型多环芳烃萘(naphtha-lene)、菲(phenanthrene)、芴(fluorene)和芘(pyrene)进行了溶解特性研究.结果表明,非离子表面活性剂对多环芳烃具有较好的增溶效果,在浓度大于临界胶束浓度(CMC)时,多环芳烃的溶解度与表面活性剂浓度成正比例线性相关通过质量溶解率(WSR)的比较,确定3种非离子表面活性剂对多环芳烃的增溶效果为Triton X-100＞Tween80＞Tween20,与其HLB值呈负相关.在非离子表面活性剂溶液中,多环芳烃的正辛醇-水分配系数(K_ow)与其胶束-水分配系数(K_m)呈现良好的线性相关关系.     

微乳液对难溶有机物的增溶作用及影响因素

研究了蓖麻油硫酸盐(SCOS)微乳液对1,4-二氯苯(DCB)、1,2,3,-三氯苯(TCB)、联苯(BP)和芘(Py)等难溶有机物的增溶作用.SCOS微乳液较阴离子或非离子表面活性剂胶束溶液具有更强的增溶能力;有机物的表观溶解度与微乳液中SCOS的浓度呈正相关,DCB、TCB、BP和Py在SCOS微乳相与水相间的分配系数(logKem)分别为3.15, 4.03, 3.95和5.01;温度、共存有机物和无机盐影响SCOS微乳液对有机物的增溶作用.     

SEAR技术修复土壤和地下水中NAPL污染的研究进展

就SEAR技术修复土壤及地下水中NAPL污染的原理及发展现状进行了综述.SEAR技术可以快速有效地去除土壤和地下水中的NAPL污染源,适于多种污染物.该技术通过增溶和增流2种途径提高NAPL污染物的去除率.表面活性剂的选择和微乳液体系的调配是SEAR技术实施的关键环节.将SEAR技术用于高浓度NAPL污染源的治理,并与生物修复和自然降解相结合,是经济高效的治理方案.