疏水性有机物污染土壤可逆增溶修复

我国土壤有机污染形势严峻,污染场地问题尤为突出，修复技术需求迫切。表面活性剂增效修复（SER）是疏水性有机物（HOCs）污染土壤最有效的修复方法之一。因胶束固有的热力学稳定性，表面活性剂与增溶污染物分离困难，淋洗液再生成为SER应用主要制约因素。为解决再生过程胶束中污染物可控释放这一关键科学问题，本项目根据开关表面活性剂增溶作用可逆、可控的原理，提出HOCs污染土壤"可逆增溶修复（RSER）"方法。利用开关表面活性剂具有活性态时增溶，非活性态时胶束解散的特性，实现胶束增溶-释放循环控制。研究拟先依据增溶有关表面化学特征，筛选出典型光化学、电化学开关表面活性剂；进而掌握其对HOCs的可逆增溶机理及调控机制；探明其在土壤上的吸附行为及在水相/有机相间的分配作用规律；明确其对HOCs在土壤多介质间分配作用的影响。研究成果可促进SER技术创新和推广应用，为有机污染土壤化学修复提供新的思路。

我国土壤有机污染形势严峻，污染场地问题尤为突出，修复技术需求迫切。表面活性剂增效修复（SER）是疏水性有机物（HOCs）污染土壤最有效的修复方法之一。因胶束固有的热力学稳定性，表面活性剂与增溶污染物分离困难，淋洗液再生成为SER应用主要制约因素。为解决再生过程胶束中污染物可控释放这一关键科学问题，根据开关表面活性剂增溶作用可逆、可控的原理，提出HOCs污染土壤“可逆增溶修复（RSER）”方法，并利用开关表面活性剂具有活性态时增溶，非活性态时胶束解散的特性，实现胶束增溶-释放循环控制。研究成果：（1）依据增溶有关表面化学特征，筛选并合成出典型电化学开关表面活性剂十一烷基二茂铁三甲基溴化铵（FTMA）、十一烷基二茂铁聚氧乙烯醚（FPEG）以及光化学开关表面活性4-丁基偶氮苯-4’-(乙氧基)-三甲基溴化铵（AZTMA）；（2）比较研究所合成出的开关表面活性剂在其活性态、非活性态时对HOCs的增溶作用规律，结果表明开关表面活性剂对典型多环芳烃（PAHs）具有良好的可逆增溶作用，并且经过调控，表面活性剂对PAHs的释放率最高可达到90%，能够很好地实现表面活性剂胶束与增溶污染物的分离；（3）进一步研究了开关表面活性剂与常规表面活性剂构成的阴-非、阳-非等混合体系可逆增溶作用机理及其调控特性，发现经一定比例混合后，表面活性剂体系产生了显著地协同增溶作用，增溶效率明显提高，同时体系仍然具备可逆调控特性；（4）探明了开关表面活性剂在土壤上的吸附行为，阳离子开关表明活性剂在膨润土上的吸附符合准二级吸附速率方程，并且其在不同温度（298、308、318K）下的吸附等温线均满足Langmuir模型，且吸附量随温度升高而增大，此外，常规非离子表面活性剂的存在能大大降低表面活性剂体系在土壤上的吸附损失，从而达到提高效率，降低成本的目的。以上成果促进了SER技术创新和推广应用，为有机污染土壤化学修复提供了新的思路。