表面活性劑在土壤污染治理中的應用及發展思考

魏 曉琴，李瓊軒，張 浩

（臺州市污染防治工程技術中心，浙江 臺州 310000）

土壤作為農作物以及各種植物生存發展的基礎，具有十分重要的作用?，F階段，由于工業化的迅速發展，排放出大量的有害廢棄物，因此，對土壤環境造成了很大破壞，引發了嚴重的土壤污染問題，這在很大程度上對人類以及各種生物都造成了安全隱患，所以，土壤污染治理十分迫切。而表面活性劑作為一種具有特殊性質的物質，可在土壤污染治理中發揮出重要作用，已成為土壤污染治理的重要手段之一。在實際的治理過程中，由于土壤污染涉及面較廣，種類較多，且影響范圍較大，導致表面活性劑的應用受到了一定制約，所以，需要相關人員加大對土壤污染類型以及活性劑的研究，以提升土壤污染治理的效率和效果。

1 表面活性劑及土壤污染治理的概述

1.1 表面活性劑的概念

表面活性劑（surfactant），是指加入少量且能使溶液體系的界面狀態發生明顯變化的物質，該物質具有固定的親水親油基團，會在溶液表面能定向排列。目前，科學界認為，凡是溶于水且能顯著降低水的表面能的物質以及由此派生的物質，都可以稱為表面活性劑或表面活性物質。在實際的發展過程中，天然的如磷脂、膽堿、蛋白質等表面活性劑種類較少，常用的活性劑一般都是人造的，如十八烷基硫酸鈉以及硬脂酸鈉等。由于表面活性劑種類繁多，功能齊全，所以可承擔發泡效果、表面改性、清潔以及環境健康保護等多種任務[1]。因此，表面活性劑已成為工業發展過程中常用的工具之一。

1.2 土壤污染治理概述

通常情況下，當土壤中含有的有害物質過多，超過土壤的自凈能力時，就會引起土壤的組成、結構和功能發生變化，并且，土壤中微生物的活動也會受到抑制。如果有害物質或其分解的產物在土壤中逐漸積累，且間接被人體吸收，并已達到危害人體健康的程度，就成為土壤污染。而土壤污染作為現代社會發展過程中的主要污染之一，已對土壤的性質造成了嚴重破壞，不僅影響了農作物的生產發展，還嚴重破壞了當地的生態環境?，F階段，土壤污染大致可分為無機物污染和有機物污染兩大類。而常見的土壤污染主要有重金屬污染以及農藥污染等，不僅會對土壤造成危害，還會經食物鏈危害人體健康。眾多周知，土壤作為植物生長的重要基礎，是提供水、肥、氣、熱等物質的疏松表層，對社會的經濟發展具有重要作用，所以，對污染土壤進行治理具有非常重要的意義[2]。在土壤污染的治理過程中，主要是對已被污染的土壤進行改良、治理的活動。但目前，土壤污染的范圍較大，污染種類也較為復雜，所以，治理環節還存在一定的難度。

2 土壤污染的類型

土壤污染作為嚴重的污染現象之一，是現代社會必須要解決的重要問題，但由于社會發展速度較快，產生的廢棄物種類也較多，所以，造成土壤的污染類型多種多樣。而相關人員要想實現土壤污染的有效治理，就需要對土壤污染的類型進行研究，從而有針對性地進行解決。

2.1 無機物污染

無機污染物主要包括酸、堿、重金屬，鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物，以及含砷、硒、氟的化合物等。無機污染物主要來自大氣沉降、污水灌溉、工業固體廢物的不當堆放以及各種采礦活動等。在社會的發展進程中，為了保證經濟的發展，工業發展是不可或缺的，但工業的生產環節會產生大量的廢棄物的，如果不經過科學合理的處置，而是直接排放到土壤中，就會造成嚴重的土壤污染。而現階段，城市化的發展也需要大量的工業產品作為支撐，因此，工業的生產規模不斷擴大，類型也逐漸復雜，尤其是化學類工業的發展，在生產過程中排放了大量的化學試劑，這也是土壤污染的主要源頭。此外，在這些污染源中，重金屬等物質不易被降解，會長時間存在于土壤中，最后經農作物在食物鏈中累積，且進入人體后會嚴重威脅人類的身體健康。

2.2 有機物污染

有機污染物相比于無機物而言是另外一種污染類型，主要包括石油烴、多氯聯苯、多環芳烴以及部分難以降解的農藥等。相比于無機物污染，有機物的污染雖然在類型上有所不同，但造成的危害卻更勝一籌。一方面，有機污染物的性質具有疏水性、有很強的潛在毒性以及致癌性，加上其生物性較弱，毒性很容易在食物鏈中累積，從而會對人體造成很大的危害。而另一方面，出于農業發展的需要，在生產過程中會使用大量的農藥，雖然在一定程度上提升了農作物的產量，促進了農業的發展。但卻造成了大量的農藥殘留，這些殘留的農藥難以自行降解，就會沉積在土壤中，從而造成大規模的土壤污染。

3 表面活性劑的種類及特征

表面活性劑作為現階段土壤污染的治理手段之一，在很大程度上抑制了污染物的擴散。然而，由于土壤污染物種類十分復雜，盲目的使用表面活性劑很難對土壤污染進行治理，因此，要想充分地發揮表面活性劑的功能，就需要相關人員對活性劑的種類以及特征進行了解，從而對其進行合理運用。

3.1 表面活性劑的種類

表面活性劑根據類型的不同，其功能也存在差異，按照表面活性劑的基團性質可分為非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、陽離子表面活性劑以及陰離子表面活性劑四種?，F階段，土壤污染治理運用最多的是非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑。在實際應用中，表面活性劑能結合它的化學結構，對重金屬污染以及有機污染的土壤進行修復和有效治理。

3.2 表面活性劑的特征

表面活性劑具有膠束、穩定、綠色無污染、無毒、抗菌、可生物降解、耐鹽、耐酸等特征。首先是膠束的特點，形成膠束主要是指表面活性劑進入水中之后可以在溶液表面產生吸附，導致液體表面張力降低，而液體中的雙親分子能自行構成極性基團。如果表面活性劑溶液到達了臨界膠束的濃度值，表面活性劑的分子會締結形成膠束，就會導致各式各樣的化學物理性質產生轉變，從而具備乳化、去污、增溶等多樣化功能，這也是活性劑能夠發揮污染治理功能的主要原因[3]。其次是穩定的特點，相比于其他的土壤污染治理模式，活性劑的治理方式較為穩定。由于其是通過膠束的方式實現對污染的聚集，所以受外界環境的影響就較小，而且可以適應多種土壤污染的治理。最后是綠色無污染的特征，傳統的土壤污染治理模式一般是采用化學試劑，使其和土壤發生化學反應來實現污染的治理的目的，但這種模式會產生化學試劑的殘留，對土壤會造成二次污染。而表面活性劑通過合適的運用就能實現無害化的處理，而且全程綠色無毒，已成為現階段土壤污染治理的有效措施之一。

4 表面活性劑在土壤污染治理中的應用

在實際應用中，表面活性劑能在很大程度上實現對土壤污染的治理。但由于土壤污染的類型以及程度存在一定差異，所以，在利用表面活性劑進行土壤污染治理時需要結合實際的污染類型。

4.1 采用合適的治理方式

現階段，表面活性劑常見的土壤污染治理方式主要是淋洗修復，通常會采用非離子以及多種混合型的表面活性劑，因為這種類型的表面活性劑具有很強的乳化能力以及增溶能力，能有效治理土壤中的多氯聯苯。在實際的應用過程中，通過改變活性劑的構成成分可以提升表面活性劑的增溶作用，以確保土壤中的污染成分能更好地在表面活性劑中釋放，從而保證污染土壤的治理效果。比如，在菲和芘土壤的修復工作中，由于其成分較為復雜，傳統的治理手段和治理方法難以進行根治，但通過改變活性劑中的構成成分，在TX100存在的條件下，使得菲和芘溶解度得到了很大提升，促進了菲和芘土壤的修復。此外，通過淋洗修復對土壤污染進行處理，在保證治理效果的同時，還能降低治理成本[4]。而且，通過合理地調配活性劑，可針對不同種類的土壤污染進行治理，對混合性污染也有很強的治理效果。

4.2 生物表面活性劑的運用

生物表面活性劑的發展十分迅速，已成為土壤污染治理的有效手段之一。生物表面活性劑有著極為復雜的結構，單個分子所占據的空間較大，能使污染成分更好的依附在疏水基團中。在通過淋洗修復的方式進行污染治理時，生物表面修復在土水一比十的配比之下，土壤中的眾多污染物會被吸入至聚氧乙烯脂肪醇醚液中，從而實現了土壤污染的治理。而且，在后續的處理過程中，還可以將聚氧乙烯月桂醚加入到生物表面活性劑中，以此對被污染的土壤進行有效修復，同時還可以保證土壤功能的順利恢復。當前，新型生物表面活性劑的主要構成類芽孢桿菌能有效消除土壤中的多環芳烴，其對土壤的治理修復已達到了很高水平，可以清除土壤中一半以上的污染物。

4.3 要根據污染類別使用表面活性劑

現階段，常見的土壤污染類別有無機污染和有機污染兩大類，因此，在治理的過程中要對污染物的類型進行調查，以提高治理的效果。其中，在有機污染方面，有機物中的大部分污染物滲透性很強，可以輕易地滲透到土壤中，治理難度較大，也很難通過淋溶以及植物吸附等手段進行治理。但可以通過表面活性劑進行治理，其主要原理是，活性劑在進入環境介質后，能利用自身的性能降低土壤與土壤水之間的界面張力，從而影響了污染物在土壤中的粘附力，降低了污染物的生物可利用性。在整個過程中，相關人員可通過表面活性劑—微生物—土壤—有機物—水等多種環節實現對土壤污染的治理，有效地解決了有機物造成的土壤污染。而無機物造成的土壤污染主要是重金屬污染，相比于有機物造成的土壤污染，重金屬污染的危害更大。一方面，重金屬難以降解，會在土壤中不斷累積，最后經由植被進入到人體中，對人體造成危害；而另一方面，重金屬在土壤中會在雨水的影響下滲透到地下水中，造成地下水資源污染。因此，在污染土壤修復的過程中，可通過陰離子型表面活性劑的吸附功能使其和土壤表面相結合，并將重金屬融入到土壤溶液當中[5]。而且，還可以通過陽離子型表面活性劑進行治理，由于陽離子的性質較為活潑，可通過離子本身的交換作用使土壤中重金屬元素的陽離子從固相逐步轉移到液相中，從而實現對土壤污染的治理。

4.4 合理利用表面活性劑

在進行土壤污染治理中，表面活性劑的治理效果較為理想，已成為污染治理的主要手段之一。然而，表面活性劑的類型多種多樣，其污染治理效果也存在一定差異，所以，在治理過程中需要結合活性劑的具體類型進行科學合理的應用。比如，在重金屬土壤污染中，可利用陽離子和陰離子表面活性劑進行治理，但非離子表面活性劑的效果就不是很明顯。主要是因為非離子表面活性劑具有較好的溶解性，在溶液中穩定性高，不易受強電解質無機鹽和酸、堿的影響[6]，一般可以很好地混合復配使用，比如和生物表面活性劑混合治理污染。因此，在實際的治理過程中，還需要結合土壤污染的類型，來合理的選擇表面活性劑。

5 表面活性劑在土壤污染治理中的發展

在土壤污染治理中，由于表面活性劑具有很好的性能，所以被廣泛地應用于土壤污染治理。但表面活性劑還存在本身易被土壤吸附、容易出現二次污染、造成土壤破壞，以及受外界環境影響過大等多種問題，這在很大程度上制約了活性劑功能的發揮，不僅影響了土壤污染的治理效果，還對環境造成了破壞。因此，在實際的治理過程中，要仔細的進行地理勘察，并科學合理地將表面活性劑應用在土壤污染治理中。同時，為了進一步落實土壤污染治理工作，還需要加強對表面活性劑的研究，并深入地推進其在污染治理中的應用，進而促進表面活性劑的進一步發展。

6 結語

在社會發展的過程中，工業化的發展對環境造成了很大破壞，而土壤作為生產生存的基礎，在大量的污水排放以及廢渣堆積中受到了嚴重的污染，因此，需加強對土壤污染的治理。而表面活性劑作為土壤污染治理的有效手段，能在很大程度上對土壤污染進行治理，但在實際的治理過程中，由于土壤污染的類型以及表面活性劑的種類都較多，所以，需要采用合適的技術、選擇合理的類型，科學合理地運用生物活性劑，從而充分發揮出表面活性劑的治理功能，實現對土壤污染有效治理的目的。