表面活性剂与持久性有机污染物在水体颗粒微界面的化学行为与作用机制研究

Environmental micro-interface has important influence on the transfer and transform ation of contaminants.In this study, several typical environmental micro-interface were selected to study the behavior and mechanisms for adsorption and desorption of sufactant and persistant organic pollutants.The relationship between the sturcture-activity effects and changes of sturctural characteristics of environmental micro-interfaces were also discussed. This research is not only an scientific basis for understanding and resolving environmental contamination problems but also provide guide for the development and application of environmental pollutinon control technologies.

环境微界面是各主要环境要素的基本特征之一，也是联系不同环境介质的桥梁。污染物质在不同微界面的反应过程影响着污染物的环境行为和生态环境效应。本课题选取人工及天然水体颗粒物为研究介质，基于环境微界面理论，吸附解吸理论，增溶理论等，运用多学科知识，综合交叉多角度地对表面活性剂与持久性有机污染物在水体颗粒微界面吸附解吸和迁移转化的机理进行研究，深入探讨表面活性剂与持久性有机污染物在水体颗粒微界面的化学行为,作用机制以及对微界面构-效关系变化的影响。研究结果不仅可以从污染过程和污染变化规律的角度研究和建立环境污染控制的原理和方法，而且可以从微观机制的角度指导环境污染控制技术创新与应用。

本研究选取了近8种具有不同化学结构的新型双子表面活性剂以及普通阳离子、阴离子、非离子表面活性剂。通过临界胶束浓度, 协同作用系数，分配系数等理论来进行对不同配比的单一及混合新型双子表面活性剂对单一及混合多环芳烃（萘，菲，芘，苯并芘）的协同增溶作用及影响因素的系统性研究。选取北京市昌平区南庄水库的沉积物水颗粒样品，以对称及非对称结构的双子表面活性剂为研究对象，研究了表面活性剂与污染物在沉积物水颗粒界面的一个相互作用机制。研究重点讨论了增溶机理及增溶描述方法和影响因素，混合表面活性剂复配的原理及类型，表面活性剂及污染物在水颗粒微界面的吸附解析机理及影响因素，从微观角度探讨了污染物在水/胶束分子微界面的溶解行为，在水/水颗粒微界面的迁移行为。结果表明，与普通表面活性剂相比，新型双子表面活性剂对多环芳烃表现出优异增溶特性，吸附特性，尤其是混合体系的增溶能力大于各单一表面活性剂体系，表现出协同增溶效应。不同的混合体系对于不同污染物的增溶特性表现出选择性，与污染物疏水性，表面活性剂及污染物的构效有关系。而对于混合污染物体系，表现出相互竞争影响及协同影响作用。表面活性剂与污染物在水颗粒微界面的吸附解析。同时在此研究基础上，还结合胶团强化超滤技术，研究了新型双子表面活性剂与污染物在超滤膜微界面的相互作用机制。考察了污染物截留率、表面活性剂截留率、膜通量和膜污染情况等研究了新型双子表面活性剂和苯酚浓度对于胶团强化超滤增溶的影响。结果表明所选用的双子表面活性剂在苯酚的增溶截留率、表面活性剂截留率和膜的抗污染方面都表现优异。进入水环境的污染物可在水颗粒界面发生物理、化学及生物等迁移转化过程。表面活性剂可调控污染物在固/液界面的分配行为。通过本研究的结果，不仅可以从污染过程和污染变化规律的角度研究和建立水环境污染控制的原理和方法，而且可以从微观机制的角度指导水环境污染控制技术创新与应用。