表面活性剂在土壤污染治理中的应用及发展思考

魏 晓琴，李琼轩，张 浩

（台州市污染防治工程技术中心，浙江 台州 310000）

土壤作为农作物以及各种植物生存发展的基础，具有十分重要的作用。现阶段，由于工业化的迅速发展，排放出大量的有害废弃物，因此，对土壤环境造成了很大破坏，引发了严重的土壤污染问题，这在很大程度上对人类以及各种生物都造成了安全隐患，所以，土壤污染治理十分迫切。而表面活性剂作为一种具有特殊性质的物质，可在土壤污染治理中发挥出重要作用，已成为土壤污染治理的重要手段之一。在实际的治理过程中，由于土壤污染涉及面较广，种类较多，且影响范围较大，导致表面活性剂的应用受到了一定制约，所以，需要相关人员加大对土壤污染类型以及活性剂的研究，以提升土壤污染治理的效率和效果。

1 表面活性剂及土壤污染治理的概述

1.1 表面活性剂的概念

表面活性剂（surfactant），是指加入少量且能使溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，该物质具有固定的亲水亲油基团，会在溶液表面能定向排列。目前，科学界认为，凡是溶于水且能显著降低水的表面能的物质以及由此派生的物质，都可以称为表面活性剂或表面活性物质。在实际的发展过程中，天然的如磷脂、胆碱、蛋白质等表面活性剂种类较少，常用的活性剂一般都是人造的，如十八烷基硫酸钠以及硬脂酸钠等。由于表面活性剂种类繁多，功能齐全，所以可承担发泡效果、表面改性、清洁以及环境健康保护等多种任务[1]。因此，表面活性剂已成为工业发展过程中常用的工具之一。

1.2 土壤污染治理概述

通常情况下，当土壤中含有的有害物质过多，超过土壤的自净能力时，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，并且，土壤中微生物的活动也会受到抑制。如果有害物质或其分解的产物在土壤中逐渐积累，且间接被人体吸收，并已达到危害人体健康的程度，就成为土壤污染。而土壤污染作为现代社会发展过程中的主要污染之一，已对土壤的性质造成了严重破坏，不仅影响了农作物的生产发展，还严重破坏了当地的生态环境。现阶段，土壤污染大致可分为无机物污染和有机物污染两大类。而常见的土壤污染主要有重金属污染以及农药污染等，不仅会对土壤造成危害，还会经食物链危害人体健康。众多周知，土壤作为植物生长的重要基础，是提供水、肥、气、热等物质的疏松表层，对社会的经济发展具有重要作用，所以，对污染土壤进行治理具有非常重要的意义[2]。在土壤污染的治理过程中，主要是对已被污染的土壤进行改良、治理的活动。但目前，土壤污染的范围较大，污染种类也较为复杂，所以，治理环节还存在一定的难度。

2 土壤污染的类型

土壤污染作为严重的污染现象之一，是现代社会必须要解决的重要问题，但由于社会发展速度较快，产生的废弃物种类也较多，所以，造成土壤的污染类型多种多样。而相关人员要想实现土壤污染的有效治理，就需要对土壤污染的类型进行研究，从而有针对性地进行解决。

2.1 无机物污染

无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物，以及含砷、硒、氟的化合物等。无机污染物主要来自大气沉降、污水灌溉、工业固体废物的不当堆放以及各种采矿活动等。在社会的发展进程中，为了保证经济的发展，工业发展是不可或缺的，但工业的生产环节会产生大量的废弃物的，如果不经过科学合理的处置，而是直接排放到土壤中，就会造成严重的土壤污染。而现阶段，城市化的发展也需要大量的工业产品作为支撑，因此，工业的生产规模不断扩大，类型也逐渐复杂，尤其是化学类工业的发展，在生产过程中排放了大量的化学试剂，这也是土壤污染的主要源头。此外，在这些污染源中，重金属等物质不易被降解，会长时间存在于土壤中，最后经农作物在食物链中累积，且进入人体后会严重威胁人类的身体健康。

2.2 有机物污染

有机污染物相比于无机物而言是另外一种污染类型，主要包括石油烃、多氯联苯、多环芳烃以及部分难以降解的农药等。相比于无机物污染，有机物的污染虽然在类型上有所不同，但造成的危害却更胜一筹。一方面，有机污染物的性质具有疏水性、有很强的潜在毒性以及致癌性，加上其生物性较弱，毒性很容易在食物链中累积，从而会对人体造成很大的危害。而另一方面，出于农业发展的需要，在生产过程中会使用大量的农药，虽然在一定程度上提升了农作物的产量，促进了农业的发展。但却造成了大量的农药残留，这些残留的农药难以自行降解，就会沉积在土壤中，从而造成大规模的土壤污染。

3 表面活性剂的种类及特征

表面活性剂作为现阶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扩散。然而，由于土壤污染物种类十分复杂，盲目的使用表面活性剂很难对土壤污染进行治理，因此，要想充分地发挥表面活性剂的功能，就需要相关人员对活性剂的种类以及特征进行了解，从而对其进行合理运用。

3.1 表面活性剂的种类

表面活性剂根据类型的不同，其功能也存在差异，按照表面活性剂的基团性质可分为非离子表面活性剂、两性表面活性剂、阳离子表面活性剂以及阴离子表面活性剂四种。现阶段，土壤污染治理运用最多的是非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。在实际应用中，表面活性剂能结合它的化学结构，对重金属污染以及有机污染的土壤进行修复和有效治理。

3.2 表面活性剂的特征

表面活性剂具有胶束、稳定、绿色无污染、无毒、抗菌、可生物降解、耐盐、耐酸等特征。首先是胶束的特点，形成胶束主要是指表面活性剂进入水中之后可以在溶液表面产生吸附，导致液体表面张力降低，而液体中的双亲分子能自行构成极性基团。如果表面活性剂溶液到达了临界胶束的浓度值，表面活性剂的分子会缔结形成胶束，就会导致各式各样的化学物理性质产生转变，从而具备乳化、去污、增溶等多样化功能，这也是活性剂能够发挥污染治理功能的主要原因[3]。其次是稳定的特点，相比于其他的土壤污染治理模式，活性剂的治理方式较为稳定。由于其是通过胶束的方式实现对污染的聚集，所以受外界环境的影响就较小，而且可以适应多种土壤污染的治理。最后是绿色无污染的特征，传统的土壤污染治理模式一般是采用化学试剂，使其和土壤发生化学反应来实现污染的治理的目的，但这种模式会产生化学试剂的残留，对土壤会造成二次污染。而表面活性剂通过合适的运用就能实现无害化的处理，而且全程绿色无毒，已成为现阶段土壤污染治理的有效措施之一。

4 表面活性剂在土壤污染治理中的应用

在实际应用中，表面活性剂能在很大程度上实现对土壤污染的治理。但由于土壤污染的类型以及程度存在一定差异，所以，在利用表面活性剂进行土壤污染治理时需要结合实际的污染类型。

4.1 采用合适的治理方式

现阶段，表面活性剂常见的土壤污染治理方式主要是淋洗修复，通常会采用非离子以及多种混合型的表面活性剂，因为这种类型的表面活性剂具有很强的乳化能力以及增溶能力，能有效治理土壤中的多氯联苯。在实际的应用过程中，通过改变活性剂的构成成分可以提升表面活性剂的增溶作用，以确保土壤中的污染成分能更好地在表面活性剂中释放，从而保证污染土壤的治理效果。比如，在菲和芘土壤的修复工作中，由于其成分较为复杂，传统的治理手段和治理方法难以进行根治，但通过改变活性剂中的构成成分，在TX100存在的条件下，使得菲和芘溶解度得到了很大提升，促进了菲和芘土壤的修复。此外，通过淋洗修复对土壤污染进行处理，在保证治理效果的同时，还能降低治理成本[4]。而且，通过合理地调配活性剂，可针对不同种类的土壤污染进行治理，对混合性污染也有很强的治理效果。

4.2 生物表面活性剂的运用

生物表面活性剂的发展十分迅速，已成为土壤污染治理的有效手段之一。生物表面活性剂有着极为复杂的结构，单个分子所占据的空间较大，能使污染成分更好的依附在疏水基团中。在通过淋洗修复的方式进行污染治理时，生物表面修复在土水一比十的配比之下，土壤中的众多污染物会被吸入至聚氧乙烯脂肪醇醚液中，从而实现了土壤污染的治理。而且，在后续的处理过程中，还可以将聚氧乙烯月桂醚加入到生物表面活性剂中，以此对被污染的土壤进行有效修复，同时还可以保证土壤功能的顺利恢复。当前，新型生物表面活性剂的主要构成类芽孢杆菌能有效消除土壤中的多环芳烃，其对土壤的治理修复已达到了很高水平，可以清除土壤中一半以上的污染物。

4.3 要根据污染类别使用表面活性剂

现阶段，常见的土壤污染类别有无机污染和有机污染两大类，因此，在治理的过程中要对污染物的类型进行调查，以提高治理的效果。其中，在有机污染方面，有机物中的大部分污染物渗透性很强，可以轻易地渗透到土壤中，治理难度较大，也很难通过淋溶以及植物吸附等手段进行治理。但可以通过表面活性剂进行治理，其主要原理是，活性剂在进入环境介质后，能利用自身的性能降低土壤与土壤水之间的界面张力，从而影响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。在整个过程中，相关人员可通过表面活性剂—微生物—土壤—有机物—水等多种环节实现对土壤污染的治理，有效地解决了有机物造成的土壤污染。而无机物造成的土壤污染主要是重金属污染，相比于有机物造成的土壤污染，重金属污染的危害更大。一方面，重金属难以降解，会在土壤中不断累积，最后经由植被进入到人体中，对人体造成危害；而另一方面，重金属在土壤中会在雨水的影响下渗透到地下水中，造成地下水资源污染。因此，在污染土壤修复的过程中，可通过阴离子型表面活性剂的吸附功能使其和土壤表面相结合，并将重金属融入到土壤溶液当中[5]。而且，还可以通过阳离子型表面活性剂进行治理，由于阳离子的性质较为活泼，可通过离子本身的交换作用使土壤中重金属元素的阳离子从固相逐步转移到液相中，从而实现对土壤污染的治理。

4.4 合理利用表面活性剂

在进行土壤污染治理中，表面活性剂的治理效果较为理想，已成为污染治理的主要手段之一。然而，表面活性剂的类型多种多样，其污染治理效果也存在一定差异，所以，在治理过程中需要结合活性剂的具体类型进行科学合理的应用。比如，在重金属土壤污染中，可利用阳离子和阴离子表面活性剂进行治理，但非离子表面活性剂的效果就不是很明显。主要是因为非离子表面活性剂具有较好的溶解性，在溶液中稳定性高，不易受强电解质无机盐和酸、碱的影响[6]，一般可以很好地混合复配使用，比如和生物表面活性剂混合治理污染。因此，在实际的治理过程中，还需要结合土壤污染的类型，来合理的选择表面活性剂。

5 表面活性剂在土壤污染治理中的发展

在土壤污染治理中，由于表面活性剂具有很好的性能，所以被广泛地应用于土壤污染治理。但表面活性剂还存在本身易被土壤吸附、容易出现二次污染、造成土壤破坏，以及受外界环境影响过大等多种问题，这在很大程度上制约了活性剂功能的发挥，不仅影响了土壤污染的治理效果，还对环境造成了破坏。因此，在实际的治理过程中，要仔细的进行地理勘察，并科学合理地将表面活性剂应用在土壤污染治理中。同时，为了进一步落实土壤污染治理工作，还需要加强对表面活性剂的研究，并深入地推进其在污染治理中的应用，进而促进表面活性剂的进一步发展。

6 结语

在社会发展的过程中，工业化的发展对环境造成了很大破坏，而土壤作为生产生存的基础，在大量的污水排放以及废渣堆积中受到了严重的污染，因此，需加强对土壤污染的治理。而表面活性剂作为土壤污染治理的有效手段，能在很大程度上对土壤污染进行治理，但在实际的治理过程中，由于土壤污染的类型以及表面活性剂的种类都较多，所以，需要采用合适的技术、选择合理的类型，科学合理地运用生物活性剂，从而充分发挥出表面活性剂的治理功能，实现对土壤污染有效治理的目的。