測量背景

土壤修復是環境保護的一種重要方法，其主要目的就是除去土壤中的有機污染物，由于絕大多數有機污染物僅微溶于水，因此有機污染物在遷移過程中通過滯留、溶解、揮發等過程污染土壤、水體和空氣。土壤修復的方法之一就是化學淋洗，借助能促使土壤環境中污染物溶解或者遷移的溶劑，通過壓力將其注入到被污染的土層中，然后把含有污染物的液體再從土層中抽提取出來進行處理，達到從土壤中分離出污染物的目的。表面活性劑溶液能夠有效地將有機污染物從受污染的土壤中解吸出來。由于表面活性劑減少了界面張力，可(ke)以將(jiang)阻塞(sai)在土壤孔隙(xi)中的(de)(de)有(you)機(ji)污染物分散，并通過(guo)溶液本身將(jiang)其洗脫(tuo)出來，當使用的(de)(de)表面活(huo)性劑濃度較大時，通過(guo)表面活(huo)性劑膠束(shu)對(dui)有(you)機(ji)污染物的(de)(de)增(zeng)溶，可(ke)以將(jiang)其從(cong)土壤中解吸(xi)出來。

如何測試

應用EZ-PIplus表面張力儀">表面張力儀測試不同時間浸潤土壤后得到的土壤浸潤液的動態表面張力。

測量目的

土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)斥(chi)水(shui)(shui)性的(de)(de)測(ce)定方法多種多樣(yang), 傳統上是(shi)通過土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)顆(ke)粒和(he)水(shui)(shui)分(fen)子的(de)(de)接(jie)(jie)觸角(γ)大小(xiao)來確定土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)斥(chi)水(shui)(shui)性等級(ji)，直接(jie)(jie)測(ce)量(liang)土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)與水(shui)(shui)的(de)(de)角度幾乎(hu)是(shi)不可能的(de)(de), 當前土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)斥(chi)水(shui)(shui)性的(de)(de)測(ce)定一般采用間接(jie)(jie)方式進行，酒精溶液入滲(shen)法它(ta)是(shi)間接(jie)(jie)測(ce)定位(wei)于土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)表面的(de)(de)液體動態表面張力的(de)(de)一種方法。以滲(shen)入土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)到保持在土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)表面臨(lin)界(jie)酒精溶液的(de)(de)表面張力、摩爾濃度或體積百(bai)分(fen)數(shu)作為斥(chi)水(shui)(shui)性的(de)(de)指標。

現實意義

表(biao)面(mian)(mian)張力測試(shi)技術在環(huan)境保護領域方(fang)面(mian)(mian)也存在著廣泛的(de)(de)應用(yong)，應用(yong)表(biao)面(mian)(mian)張力測試(shi)技術分析了不同(tong)(tong)土(tu)壤中的(de)(de)有機(ji)物成分及(ji)表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)劑成分對土(tu)壤潤濕過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)影(ying)響。同(tong)(tong)時對土(tu)壤潤濕過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)機(ji)制進(jin)行(xing)了詳細研究。土(tu)壤修復過(guo)(guo)程(cheng)中，利用(yong)表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)劑的(de)(de)吸附(fu)和(he)增(zeng)溶，增(zeng)強截(jie)留(liu)有機(ji)污染物，可以進(jin)一步提高土(tu)壤修復和(he)凈化地下水的(de)(de)效(xiao)率。

應用實例

研究斥水性土壤(rang)中(zhong)有(you)機成(cheng)分(fen)及表面活(huo)性劑成(cheng)分(fen)對土壤(rang)潤濕性過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)影響以及潤濕過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)相(xiang)關機制研究。實驗表明土壤(rang)的(de)(de)(de)浸出液與水相(xiang)比具有(you)較低的(de)(de)(de)表面張力，并且(qie)土壤(rang)的(de)(de)(de)斥水性會隨著土壤(rang)中(zhong)水的(de)(de)(de)加入(ru)，其潤濕性增強(qiang)，表現為斥水性能(neng)降低，這種(zhong)現象產生的(de)(de)(de)原因是(shi)因為氣(qi)體和液體界(jie)面處的(de)(de)(de)界(jie)面自由(you)能(neng)以及氣(qi)體和固(gu)體（土壤(rang)）界(jie)面處的(de)(de)(de)界(jie)面自由(you)能(neng)發(fa)生了(le)變化(hua)。

圖2. 經過(guo)不同萃取時間的(de)五種土壤中提取出的(de)水(shui)的(de)動態(tai)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力隨時間變化的(de)動態(tai)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力曲(qu)線圖。

參考文獻  1、Do surface active substances from water repellent soils aid wetting?. European Journal of Soil Science, 2007, 58, 1393–1399.