表面活性剂在修复土壤中的应用ppt课件.ppt

目录表面活性剂的概述表面活性剂的概述表面活性剂在土壤修复中的应用表面活性剂在土壤修复中的应用表面活性剂修复土壤存在的问题表面活性剂修复土壤存在的问题表面活性剂回收技术表面活性剂回收技术表面活性剂概述表面活性剂概述 表面活性剂：是指显著降低溶剂（一般为水）表面张力和液液界面张力并具有一定结构、亲水亲油特性和特殊吸附性质的物质。 表面活性剂具有亲水亲油的双重特性，易被吸附、定向于物质表面，能降低表面张力、渗透、湿润、乳化、分散、增溶、发泡、消泡、洗涤、杀菌、润滑、柔软、抗静电、防腐、防锈等一系列性能。 原理：（1）SER技术就是利用表面活性剂的增溶和增流作用，增大有机污染物的表观溶解度和流动性，提高污染土壤的淋洗效率；（2）通过增溶作用，增大有机污染物在水相的溶解度，加快污染物的脱附速率，提高其与微生物接触机率，从而促进其生物可利用性。表面活性剂增效修复表面活性剂增效修复(SER)的原理的原理地下水液面不透水层地表土壤污染带渗滤池处理回收表面活性剂（降解菌；营养物；氧源等）注入井抽提井SERSER原位技术示意图原位技术示意图表面活性剂在有机污染土壤修复中的应用表面活性剂在有机污染土壤修复中的应用表面活性剂的增溶洗脱作用 有机污染物的水溶性是其在环境中迁移转化的一个重要影响因素有些有机污染物是微溶于水的，习惯上称其为非水相液体(NAPLs). 增溶作用是指表面活性剂的存在能使NAPLs的溶解度显著增大的现象 洗脱机理：第一，由于表面活性剂减小了液-固之间的表面张力，因此可以将阻塞在土壤孔隙中的油类物质分散并通过溶液本身将其洗脱出来。第二，当质量浓度增加到临界胶束质量浓度以上时表面活性剂在溶剂中会形成胶束，胶束的内部具有憎水性而外部则具有亲水性。因此污染物的憎水性使得其很容易分配到胶束内核，从而使得污染物在表面活性剂溶液中的溶解度大大提高因而能更好地将其从土壤中洗脱出来。表面活性剂的增强吸附固定作用（一）固定（一）固定-微生物降解相结合方法微生物降解相结合方法 研究表明，截留于吸附态表面活性剂中的有机污染物可直接被微生物利用降解，因此用表面活性剂增强截留有机污染物，同时投加微生物菌种降解有机污染物，是非常有潜力的土壤和地下水有机污染修复技术之一 （二）固定（二）固定-洗脱相结合方法洗脱相结合方法 增强固定-洗脱修复方法是将阳离子表面活性剂注入到地下水层中，形成可渗透的截留区域固定有机污染物，再利用非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂增溶作用，洗脱吸附在阳离子表面活性剂上的有机污染物，并将表面活性剂增溶的有机污染物从地下抽到地面进行处理。表面活性剂对有机污染物生物可利用性的影响 土壤中 NAPLs 污染物的溶解度很小，很难通过淋溶、挥发或被植物吸收和微生物降解等方法去除表面活性剂进入环境介质后，通过降低土壤与土壤水之间的界面张力，增大NAPLs在水相中的溶解度，同时促进了 NAPLs 从土壤上的解吸，并溶解于表面活性剂的胶束以及吸附在表面活性剂的单体上，进而影响 NAPLs 的生物可利用性表 面活性剂对NAPLs生物可利用性的影响也是表面活性剂增效生物修复的关键所在，但是整个过程涉及表面活性剂微生物土壤( 沉积物) 有机物水组成的复杂多元体系 阳离子表面活性剂去除土壤重金属的作用机制是通过改变土壤表面性质，来促进金属阳离子从固相转移到液相中，这种转移是通过离子交换作用来实现的 阴离子表面活性剂去除土壤重金属的作用机制是先通过吸附作用吸附到土壤颗粒表面再与金属发生络合作用，使金属溶于土壤溶液中表面活性剂在重金属污染土壤修复中的应用表面活性剂在重金属污染土壤修复中的应用表面活性剂修复土壤存在的问题表面活性剂修复土壤存在的问题（1） 土壤对表面活性剂吸附容量很大，而且吸附后不易解吸。（2） 表面活性剂的二次污染。（3） 表面活性剂对土壤的破坏在表面活性剂淋洗污染土壤时，污染物被洗掉的同时，许多营养元素也可能被淋洗掉。（4） 现场的修复治理受很多因素的影响，因此污染土壤修复技术的选择有赖于仔细的地理勘察，要经过实验室内的平衡试验和柱试验以及小规模现场应用试验等证明修复技术的有效性，才能真正用于现场污染土壤修复表面活性剂回收技术表面活性剂回收技术 原因原因 表面活性剂在洗脱中容易造成损失，对环境有潜在的危害； 为达到较好的洗脱效果需用大量的表面活性剂，因此成本很高； 从环境保护和修复成本考虑，必须对表面活性剂洗脱液中有机污染物进行去除，同时实现表面活性剂的回收利用。表面活性剂溶液中有机物的去除方法表面活性剂溶液中有机物的去除方法去除方去除方法法分离原理分离原理针对有机物针对有机物主要优点主要优点主要缺点主要缺点空气吹空气吹脱法脱法污染溶液与空气流接触，污污染溶液与空气流接触，污染物分配进入空气流染物分配进入空气流 挥发性挥发性低成本、有效、商业可低成本、有效、商业可行行 需要消泡剂需要消泡剂 液液液液萃取法萃取法污染接触，溶液与萃取剂污污染接触，溶液与萃取剂污染物分配进入萃取剂中染物分配进入萃取剂中 挥发性挥发性半挥发性半挥发性无机物无机物广泛使用、不会起泡、广泛使用、不会起泡、秽臭少秽臭少 表面活性剂分配进入表面活性剂分配进入萃取剂、反之亦然萃取剂、反之亦然 滤蒸法滤蒸法无孔疏水性膜一边为污染溶无孔疏水性膜一边为污染溶液，一边为气流或真空，污液，一边为气流或真空，污染物分配进入膜，并挥发进染物分配进入膜，并挥发进入气流真空中入气流真空中挥发性挥发性没有泡沫、以凝聚形式没有泡沫、以凝聚形式回收污染物、可从表面回收污染物、可从表面活性剂中回收醇活性剂中回收醇沉淀引起堵塞沉淀引起堵塞膜漏引起泡沫膜漏引起泡沫沉淀法沉淀法改变污染溶液性质使表面活改变污染溶液性质使表面活性剂形成沉淀性剂形成沉淀 挥发性挥发性半挥发性半挥发性无机物无机物通常费用较低、使用污通常费用较低、使用污染物较宽容易回用相分染物较宽容易回用相分离的表面活性剂离的表面活性剂污染物分配进入表面污染物分配进入表面活性剂、表面活性剂活性剂、表面活性剂絮凝不好絮凝不好 回收费用是实现表面活性剂回用的重要影响因素。 由实际操作可得，回收费用远远小于表面活性剂本身的价格费用。 由以上讨论得：采用污染物去除和表面活性剂回收技术，回收利用表面活性剂在经济上是可行的；从技术和环境影响也是可行的。 表面活性剂由于其特殊结构、性质及性能，在污染土壤修复中的应用已引起人们极大的关注，土壤有机污染修复中表面活性剂的作用主要体现在： 1）增溶洗脱土壤中的有机污染； 2）增强土壤对有机污染的吸附作用； 3）改变吸附或溶解态有机污染物的生物利用作用。 土壤重金属污染修复中表面活性剂的作用主要体现在离子交换或络合作用。结论结论