低浓度表面活性剂在自然多孔介质中的迁移行为研究

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伴随着工农业的不断发展,各种不同的有机污染物以不同途径流入到自然环境中,造成水体和土壤环境污染。由于表面活性剂具有增溶作用,能提高有机污染物的表观溶解度,因此也越来越多的用于有机污染环境的治理。表面活性剂去除地下水与土壤介质中的有机污染主要有两方面机制:一是表面活性剂能降低水和有机相之间的界面张力而增加有机相在土壤多孔介质中的移动性;二是表面活性剂形成纳米级聚集体对有机污染物具有增溶作用,可增加疏水性污染物在水相中的分配,进而实现污染物的抽出或增强污染物的生物可利用性而强化其生物降解。然而,表面活性剂在土壤与地下水修复中起作用,依赖于表面活性剂在土壤多孔介质中的界面吸附及运移行为。另外近期的研究发现,低浓度表面活性剂能够实现增溶功能,同时避免高浓度表面活性剂的一些弊端。基于此,本文通过一维流场柱实验,研究了低浓度十二烷基苯磺酸钠(SDBS)表面活性剂在不同介质(玻璃珠、石英砂、实际土壤)中的迁移行为。玻璃珠、石英砂和实际土壤等三种的均匀系数分别为1.0、1.1、2.4,粒径d50分别为1.16nm、0.35nm、0.23nm,表现出较大的差异性。迁移实验结果显示,介质的性质对SDBS的迁移产生了显著影响,在实际土壤中的延滞现象更明显,延滞系数(3.45)远大于SDBS在玻璃珠和石英砂介质中的延滞系数(1.11和1.33)。在介质中存在非水相液体的条件下,延滞系数进一步大幅增加,源于介质中的非水相液体形成的液体,提供了额外的具有大吸附容量的液-液吸附界面。以上结果说明介质的粒径大小、不均匀性、组成的复杂性以及非水相液体的存在对表面活性剂的迁移有重要影响。该研究对于表面活性剂应用于有机污染地下水修复有指导意义。
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