《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Selective Adsorption of Benzo[a]pyrene from Soil Washing Eluate Using Activated Coke for Surfactant Recovery
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•选用低成本活性炭吸附土壤浸出液，实现了对苯并[a]芘的选择性吸附。•活性炭中的π共轭基团和适宜孔隙结构使其相较于MES/APG胶束实现了对苯并[a]芘的选择性吸附。•采用活性炭选择性吸附处理土壤浸出液，可实现表面活性剂的回收利用。引言苯并[a]芘（BaP）是一种典型的五环芳
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选用低成本活性炭吸附土壤浸出液，实现了对苯并[a]芘的选择性吸附。
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活性炭中的π共轭基团和适宜孔隙结构使其相较于MES/APG胶束实现了对苯并[a]芘的选择性吸附。
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采用活性炭选择性吸附处理土壤浸出液，可实现表面活性剂的回收利用。
引言
苯并[a]芘（BaP）是一种典型的五环芳香烃（PAHs）[1]，由于其高疏水性（辛醇/水分配系数logKow为5.91 [2]），在土壤修复中面临重大挑战。表面活性剂冲洗工艺可以调节疏水性有机污染物在固相与液相之间的分配平衡，从而促进BaP的解吸[3]。表面活性剂常作为辅助修复剂与微生物修复法联合使用。特别是，阴离子-非离子混合表面活性剂能够显著削弱阴离子表面活性剂亲水基团（-SO3-、-OSO3-、-OPO3-）之间的静电排斥力，从而增强胶束的形成，并降低二元体系的关键胶束浓度（CMC）[4]、[5]、[6]。然而，土壤浸出液会产生大量含有污染物和表面活性剂的淋洗废液，导致更复杂的二次污染问题。此外，在修复过程中使用的表面活性剂在实务应用中约占总成本的50%[7]。因此，亟需开发一种既能从表面活性剂浸出液中去除污染物，又能实现表面活性剂回收和再利用的技术方法。该策略对于提升土壤修复的环境可持续性和经济可行性至关重要。
尽管光催化[8]、生物修复[9]和电辐照技术[10]、[11]在去除土壤淋洗液中污染物方面已显示出有效性，但这些工艺也可能导致表面活性剂的破坏，从而降低表面活性剂回收的潜力。目前表面活性剂回收的方法包括汽提[12]、有机溶剂萃取[13]、[14]、高级氧化[15]、[16]和吸附[17]、[18]。其中，吸附被广泛认为是一种高效的途径，因为各种吸附剂对富含表面活性剂的淋洗液中的PAHs表现出很强的亲和力。该策略不仅可以减少残余表面活性剂造成的二次污染，还可以为表面活性剂的再利用提供有效解决方案。例如，活性炭的亲水基团和疏水基团可以从TX-100溶液中高效提取高达90%的菲[19]。热解小麦秸秆生物炭通过π-π相互作用和微孔填充效应，有效去除了TX-100淋洗液中71.8-98.6%的PAHs，同时回收了超过87%的表面活性剂[18]。有机膨润土也已用于回收十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂的淋洗液，形成新的疏水有机介质，可选择性去除PAHs[20]。尽管取得了这些令人鼓舞的成果，但一些吸附剂仍存在可再生性有限、运行成本高和选择性不足等问题，制约了其实际应用。
在本研究中，我们研究了混合甲酯磺酸盐（MES）/烷基多糖苷（APG）表面活性剂与BaP分子之间的增溶作用，并阐明这种高效的增溶效应归因于其功能基团之间的氢键相互作用和低极性相互作用[21]。为了将被困在胶束内核中的BaP分子释放出来，同时从淋洗液中回收MES/APG表面活性剂，需要一种具有更强吸引作用的吸附剂，以从胶束聚集体中提取BaP[8]。然而，常见的回收技术往往受限于溶液条件、回收效率和成本，且具有固有的缺陷。活性炭是一种具有发达介孔和大孔结构的吸附材料，更有利于吸附剂内部溶液相的迁移和扩散，尤其适用于大分子污染物。此外，其表面富含含氧有机功能基团和芳香基团，可提供有效的吸附位点[22]、[23]。其疏水基团通过π-π相互作用和疏水效应与疏水性有机污染物产生强亲和力。在此，本研究采用活性炭从MES/APG混合表面活性剂增溶溶液中去除BaP。通过吸附和循环实验测定活性炭的吸附性能，通过吸附动力学、Langmuir等温线分析和傅里叶变换红外光谱探讨其吸附机理。最后，通过循环实验进一步评估了MES/APG表面活性剂的可重复使用性。
摘要片段
化学品与试剂
活性炭（AC）购自北京国电富通科技发展有限公司。活性炭购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。阴离子表面活性剂甲酯磺酸盐（C6H13NO4S）和非离子表面活性剂烷基多糖苷购自上海精细化工有限公司。苯并[a]芘（BaP）（C20H12，分析纯，纯度99%）购自北京杰科美科学技术有限公司。制备表面活性剂时使用去离子水。
BaP吸附剂筛选
分别使用活性炭和活性炭作为吸附剂，从MES/APG表面活性剂增溶溶液中吸附BaP。这里，我们配制了初始BaP浓度为20 mg/L的BaP污染表面活性剂增溶溶液。随后，将2.0 g/L的活性炭和活性炭分别作为吸附剂加入上述溶液中。30 min后，两种不同吸附剂对BaP的去除效率如图1a所示，对BaP的去除率超过99%。
结论
尽管已有不少进展，当前土壤淋洗液的处理技术仍面临运行成本高、长期稳定性有限以及对表面活性剂和PAHs选择性差等挑战。考虑到上述局限性，本研究选用低成本活性炭（AC）作为吸附剂。与其他碳基吸附剂相比，活性炭在从BaP污染表面活性剂增溶溶液中去除BaP方面表现出优异性能。经过五个循环后，去除效率为
CRediT作者贡献声明
任德航：调查研究。李萌：调查研究。李萌瑞：撰写—初稿、可视化、验证、调查研究。吴立源：撰写—审阅与编辑、调查研究、资金获取。李海燕：资源提供、项目管理。郭鹏鹏：撰写—审阅与编辑、可视化。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的与本论文所报道工作可能产生冲突的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到中国国家重点研发计划（2020YFC1808803）的资助。
吴立源|李萌瑞|李萌|任德航|郭鹏鹏|李海燕
