以多环芳烃(Poly cyclic aromatic hydrocarbon, PAHs)、有机氯农药、石油烃等为代表的疏水性有机物(Hydrophobic organic compounds, HOCs)是土壤有机污染修复中难度最大的污染物。此类物质具有毒性大,水溶性低,生物可利用性差等特点,在土壤中常以吸附态或液态形式存在,很难通过物理或生物的方法去除。表面活性剂可提高有机污染物在水中的溶解度以及流动性,使其易于通过淋洗的方式与土壤分离,因此表面活性剂增效修复(Surfactant-enhanced remediation, SER)已成为最具应用潜力的HOCs污染土壤修复方法之一。传统SER技术具有实施周期短,处理效率高等特点,但其弊端是表面活性剂与增溶污染物的分离十分困难,处理后的表面活性剂淋洗液难以回收重复利用,运行成本是SER技术大规模应用与推广的主要制约因素。另外,未经处理的淋洗液直接排放也将会对环境造成污染。可逆表面活性剂在具备常规表面活性剂两亲性的同时,还含有某些可响应外界环境刺激的基团,通过改变环境条件使其分子结构或水溶性发生可逆变化,从而实现对其表面活性可逆控制。本文针对传统SER技术主要存在的问题,提出有机污染土壤可逆增溶修复(Reversible surfactant-enhanced remediation, RSER)的新思路,利用可逆表面活性剂对有机污染物增溶-释放循环可控特性,拟解决表面活性剂与污染物分离这一关键问题。偶氮苯类光化学可逆表面活性剂可在紫外／可见光照射下发生顺反异构反应,其表面化学性质也随之发生改变,并且在调控过程中,无需特定的场地以及其他化学试剂的加入,有望成为RSER技术实施理想的选择。本文对含偶氮苯基表面活性剂4-丁基偶氮苯-4’-(乙氧基)三甲基溴化铵(AZTMA)的光化学可逆特性以及相关表面性质进行了研究,并选取环境中普遍存在并危害较大的3种典型PAHs芘、菲、苊作为目标污染物,重点考查了AZTMA以及AZTMA-Tween80混合体系的可逆增溶-释放规律,同时以提高处理效率、减少损失为出发点,探讨了其在膨润土上的吸附行为。为优化增溶体系、提高修复效率,本文还探究了AZTMA-Tween80混合体系对PAHs污染土壤的增溶洗脱规律,试图对传统SER修复技术进行改良,验证RSER的可行性。取得的研究成果如下：(1)采用威廉姆森成醚反应与氨基化反应等方法,合成光化学可逆表面活性剂AZTMA。可逆调控实验结果表明,紫外(365 nm)/可见光(≥420 nm)照射可引起AZTMA发生可逆顺反异构反应,其在反式(活性态)与顺式(非活性态)时的CMC值分别为2.0与5.1 mmol/L,胶束平均粒径分别为2.4和1.7nm,光照调控前后,AZTMA表面活性发生了大幅度变化；通过计算得到AZTMA水溶液界面吉布斯自由能与最小水化半径的比值(-△Gad0/Amin)低于常规阴离子表面活性剂SDS,预测其生物毒性较低,能够满足SER技术对淋洗液环境风险的要求,并具备RSER技术的应用潜力。(2)反式AZTMA具备与常规表面活性剂的增溶特性,对典型PAHs芘、菲、苊均有显著的增溶作用,其在CMC前后增溶能力差异明显,PAHs在AZTMA溶液中溶解度大小顺序为：芘>菲>苊,且胶束／水分配系数Kmc与辛醇／水分配系数Kow呈现良好的线性关系；经可见光照射后,AZTMA表面活性及增溶能力发生可逆转变,顺式AZTMA对PAHs的摩尔增溶比(MSR)下降,60%以上的已增溶PAHs可从其胶束中释放出来。(3)混合增溶实验结果表明,AZTMA可通过非理想混合作用与常规非离子表面活性剂Tween80形成阳一非混合表面活性剂体系,其CMC值较单一表面活性剂溶液降低,增溶能力有所增强,且当体系中AZTMA与Tween80摩尔比为2：8时,协同增溶作用最强。AZTMA-Tween80混合溶液增溶饱和后,同样可通过可见光调控实现对已增溶污染物的释放,其中PAHs的疏水性越强,释放效率越高。因此,AZTMA的阳一非混合表面活性剂体系仍然保留其光化学可逆的特性。(4)吸附实验发现典型粘土矿物膨润土对AZTMA具有较强的吸附作用,吸附机制为阳离子交换作用,并以单层吸附为主。热力学参数表明AZTMA吸附为自发的吸热过程,并且随着吸附的进行膨润土中蒙脱石层间的混乱度增加。土壤中的共存阳离子可在一定程度上抑制AZTMA的吸附,且抑制程度大小遵循：Mg2+>K+>Na+,说明阳离子水合半径越大,抑制作用越明显；土壤中有机质的存在则可提高AZTMA有机相分配作用,从而促进AZTMA的吸附。AZTMA-Tween80混合吸附实验表明Tween80可产生空间位垒效应而降低AZTMA的吸附损失,同时因竞争吸附关系Tween80自身的吸附量也会随之减少,以致混合体系的总吸附量低于AZTMA与Tween80单一理论吸附量之和。XRD表征结果表明,AZTMA及其阳一非混合体系能有效增加膨润土中蒙脱石的底面层间距,在所研究浓度范围内,最高可使原土d001值由原来的1.51 nm增加至2.15 nm。(5) PAHs污染土壤增溶洗脱实验表明,AZTMA-Tween80的混合胶束聚集在土壤/PAHs、水/PAHs界面上,能有效将PAHs从土壤颗粒上洗脱下来并增溶至疏水内核。当组分之间质量比为AZTMA:Tween80=2:3、表面活性剂浓度为1000 mg/L时,洗脱效果最好,其洗脱增溶平衡时间为180 min,芘、菲、苊的最大洗脱率分别为50.37%、74.94%和90.29%。此外,土壤中无机盐的存在可使AZTMA-Tween80的洗脱效率进一步提高。多次重复洗脱实验证明AZTMA-Tween80体系在土壤修复过程中可实现循环使用,然而由于土壤对表面活性剂的吸附损失,会导致其循环利用的洗脱效率降低,但是自第二次起其洗脱效率的下降趋于平缓。