表面活性剂的生物降解

2、表面活性剂的降解方法
2.1生物降解法
生物降解是微生物(主要是细菌) 的天然作用,它 们在靠吃废物繁殖的过程中将化学物质分解成 更为基本的成分,可在有氧或无氧条件下进行,最 终产生简单物质,如水、二氧化碳、甲烷以及各 种无机物 。【1】用于降解的主要有好氧微生 物和厌氧微生物。 完整的生物降解需要经历以下过程：(1)初级生物降解： 包括吸附和裂解两个过程，在这一阶段表面活性剂母体结 构消失，特性发生变化；(2)环境允许的生物降解：达到环 境可以接受程度的生物降解降解得到的产物不再导致环境 污染; (3)最终生物降解：表面活性剂完全转化为CO 、 H2O和NH，等无机物和其它代谢物 【2】
4、结语
虽然人们已经找到了表面活性剂的降 解方法，但是污染要从源头抓起，寻 找新型活性剂依然十分重要。随着人 们对可分解表面活性剂研究的深入， 尤其是经济、实用、性能优良的可分 解表面活性剂的开发将大大推动表面 活性剂科研和生产的发展。
参考文献
【1】《表面活性剂的生物降解性研究进展》任永强(1983 - ) ,男,陕西科技大学化学与 化工学院硕士研究生,研究方向:化学品的环境评价。 【2】《表面活性剂生物降解性研究现状与展望》郭睿，来肖 ，赵艳艳，韦鹏，孙江 (陕西科技大学教育部轻4L_v-~h剂化学与技术重点实验室 710021 【3】《表面活性剂生物降解性研究现状与展望》郭睿，来肖 ，赵艳艳，韦鹏，孙江 (陕西科技大学教育部轻4L_v-~h剂化学与技术重点实验室710021 【4】《表面活性剂降解研究进展》王正武 李干佐 张笑 朱淮武2 廖莉玲2 娄 安境（ 山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室）, 山东济南 250100 【5】《新型可降解缩醛（酮）型表面活性剂的 合成研究进展》张 敏 刘星明 伍龙中（湖南科技学院 生命与化学工程系，湖南 永州 425100 【6】《表面活性剂降解研究进展》王正武1 李干佐1 3 张笑一2 朱淮武2 廖莉玲2 娄安境3 山东大学胶体与界面化学教育部重点实 验室, 山东济南 250100 ;贵州师范大学化学系, 贵州贵阳 【7】《使用后可分解的表面活性剂》 china chemicals 专题报道 【8】《绿色表面活性剂的研究进展》 刘俊莉，马建中，鲍艳，胡静（陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021 【9】《用于羊毛染色的新系列的汽巴公司的兰纳素CE 染料》外国文萃 【10】《表面活性剂的结构与生物降解性的关系》 秦勇, 张高勇, 康保安(中国日用化学工业研究院, 山西太原030001) 【11】《表面活性剂生物降解性研究现状与展望》(陕西科技大学教育部轻4L_v-~h剂化 学与技术重点实验室710021)
3、 表面活性剂的发展展望
目前表面活性剂的主要发展趋势可以 概括为以下几个 方面：(1)利用天然可再生资源合成新 型表面活性剂，如烷基多苷(APG)等。 (2)合成具有良好的生物降解性、低毒 并且对人体温和的表面活性剂，例如 糖基衍生物。(3)合成新型高效、多功 能化的表面活性剂。
3.1 可降解的表面活性剂
2.1.3 表面活性剂结构与生物降解性关系
的一般规律: (1)直链(链长8 ～18 之间) 的表面活性剂都 能完全降解,但高支化度的支链烷基苯磺酸 盐不能被完全降解 (2)表面活性剂的生物降解性主要由疏水基 团决定,疏水基线性度对降解度有较大影响, 链长对降解度有一定影响。 (3)亲水基团主要影响表面活性剂的降解速 度,当亲水基团中含有易水解基团时,降解速 度较快【3】
优点：成本低, 反应条件温和, 不会形 成二次污染。
2.2.1 现状
催化剂：大多为TiO2 、ZnO2CuO 等 金属氧化物, 降解率不高( < 80 %) 【6】 虽然如此, 光催化降解表面活性剂在今 后的一段时间内将是一个热点。
可分为 两种
自然光催化
人工光 源催化
表面活性剂在TiO2 表面进行的光催化降 解反应的历程主要分为3个步骤: (1) 表面活性剂吸附在TiO2 表面上; (2)TiO2 吸收一定能量的紫外光形成电子/ 空穴对(e - /h + ) ,并进一步与表面活性剂 上的芳环(Arห้องสมุดไป่ตู้ 作用生成芳环阳离子(Ar +); (3) Ar + 开环,逐步氧化,最后生成CO2 【12】
2.1.2表面活性剂结构与生物降解性的关系
在所有表面活性剂中，环境对两 性表面活性剂接受能力最强，因 此一般对生物降解性的研究不涉 及两性表面活性剂。人们从阳离 子、阴离子和非离子表面活性剂 的生物降解性进行研究。其中降 解速度顺序为阳离子表面活性剂> 非离子表面活性剂>阴离子表面活 性剂【1】。
1.1表面活性剂的性能分类
表面活性剂是指具 有固定的亲水亲油 基团，在溶液的表 面能定向排列，并 能使表面张力显著 下降的物质。其分 类如右图：
1.2表面活性剂的危害
表面活性剂在工业、农业、医药、日用 化工等众多领域的应用越来越广, 全球的年使 用量已超过千万吨。表面活性剂的大量使用 同时也造成了土壤、水质的严重污染, 甚至对 人体带来危害。如皮肤过敏、癌症、生物雌 性化等 。表面活性剂具有一定的毒性，会对 皮肤产生明显的刺激作用 ，在洗涤剂中大量 使用，所产生的大量泡沫造成了城市下水道 及河流泡沫泛滥；使用含有磷酸盐的表面活 性剂使河流湖泊水质产生“富营养化”
2.1.1机理
表面活性剂的降解环境复杂, 影响因素多, 中间产物的控制又 比较困难, 因此有关降解机理及动力学的研究并不多。至今 还仅限于几种常见的表面活性剂。 下面以烷基硫酸盐(AS) 的生物降解为例：AS 的生物降解是先通过烷基硫酸脂酶脱 硫酸根,然后经脱氢酶脱氢和β氧化过程逐级降解为CO2 、 H2O:
2.1.4影响表面活性剂生物 降解的因素
氧化剂
、
微生物活性
地表深度
p H 值、
土壤状况
2.2 光催化降解法
光催化降解表面活性剂是近年来才发起来的 一种降解方法。1972 年Fu2jishima等发现 受光辐射的TiO2 上可以持续发生水的氧化 还原反应, 产生HOÛ。之后人们开始研究光 催化氧化水中的有机污染物的降解。 【4】
概念：首先它应至少含有一个在水介质中 对化学分解反应敏感的官能团，在一定条 件下容易进行化学分解而失去表面活性； 其次分解生成的低分子化合物又应容易被 生物降解【5】
3.1.1使用后可分解的表面活性剂【7】
具体应用
大阪市工业技术研究所开发的分解性表面活性剂的 亲油基与亲水基的连结部分导人了可用酸切断的键。 这种表面活性剂是用有长链烷基的醛或酮与甘油合 成的含二氧杂戊环的化合物的衍生物。
表面活性剂的降解问题探究
王慧慧 20093426
东北林业大学
摘要
本文分别详细讲述了表面活性剂的 发展现状、表面活性剂的生物降解 和光降解的涵义以及机理，并对表 面活性剂的未来发展进行了展望。
前言
前言
随着表面活性剂应用范围的不断扩大, 它对环境的危害也日益暴露出来。废弃 的表面活性剂生物降解性差,使水质和 地面环境受到严重污染,给人类的生活 带来了极大的隐患，这就要求我们将注 意力转移到能被降解的表面活性剂。目 前已有不少专家、学者从事这方面研究， 并已取得了一定的研究成果。