土壤对中性离子界面活性剂吸附效能之探讨.PDF

土壤對中性離子界面活性劑吸附效能之探討 1 2 袁 菁 ，洪崇軒 摘要 本研究係探討中性離子界面活性劑之親水基鏈長對土壤介質吸附效能之影 響。選取 polyoxyethylene 23 lauryl ether (Trade name=Brij 35)為實驗之中性離子 界面活性劑， 其厭水基部份為 12個烷基，而親水基由不同鏈長之環氧乙皖基 (-CH OCH -所組成，平均環氧乙烷基鏈長為) 23 ，本研究經由高效率液相層析 2 2 儀 (HPLC)之分析，可將 4~39 個環氧乙烷基之同族物分離出來，各同族物之層 析結果係成常態分佈。實驗結果顯示五種測試之土壤對環氧乙烷基數小於12之 界面活性劑幾乎無法吸附，環氧乙烷基數介於 15~21者最高可達 50%之吸附率， 而環氧乙烷基數大於21者，吸附率則隨親水基鏈長增加而增加至 100% ，可能導 因於界面活性劑之環氧乙烷基與土壤中之功能基產生氫鍵，而氫鍵之形成係界 面活性劑被土壤吸附之主要機制 ，故含親水基較多之中性離子界面活性劑較難 脫附所致。測試土壤之吸附容量介於 50~65mmol/kg ，其與土壤之有機碳成份 (organic carbon content)及陽離子交換能力(cation exchange capacity)無顯著關聯， 而與土壤中粘土成份之montmorillonite 及 vermiculite含量有關。藉由此篇基礎 研究，將有助於界面活性劑於環境復育上之選擇及應用。 關鍵詞：中性離子界面活性劑、環氧乙皖基 、吸附、環境復育 一、前言 而言，其與土壤間吸附作用僅與其厭 水性質 (hydrophobic nature)有關，而為 近年來大量的界面活性劑 單層吸附；然對中性離子界面活性劑 (Surfactants)進入環境受體中，在環境 而言，由於其並非純物質，而是由多 復育其最主要使用於 (1)當作土壤或 種結構類似之同族物 (homologue即, 河川底泥除污的洗滌劑； (2)當作地 厭水基數目相同而親水基數目互異之 下水復育的添加劑。其具備有以下兩 物種所構成，故其吸附作用應為多層) 種特點，故近年來成為復環境復育使 吸附 (multiple sorption) 。另每一個中 用上之新技術： (1) 增加污染物於水 性離子界面活性劑分子均含有兩種功 相之溶解度；(2)降低兩相間 (水－溶 能基：一為親水基 (hydrophilic 劑)之表面張力。然在使用過程中， group) ，其所含親水基數目呈常態分 由於中性離子界面活性劑與土壤間之 佈 (Normal Distribution) ；另一為厭水 吸附作用及陰離子界面活性劑與金屬 基(hydrophobic group) ，通常其分子結 間之沉澱反應，常造成界面活性劑於 構較厭水基為小。因此對於各同族物 有效使用劑量之損失。以中性離子界 與土壤介質間之吸附作用，無法以單 面活性劑而言，由於吸附作用減少其 一之機制來描述之。 使用之有效劑量，且延緩其在土壤中 傳輸之速率，致減低其土壤復育之 效 就目前文獻中，並無探討中性離 率。對於一般結構簡單之化學有機物 子界面活性劑各個同族物與土壤介質 間吸附作用之研究，然已有部份研究 Aldrich Chemical Company所購得。於 提出可能之吸附趨勢及機制，如 derivatisation 程序中，將使用金屬鎂 (1) Partyka 氏等(1984) 以Triton