表面活性剂和污染物的相互作用分为物理相互作用和相迁移相互作用。这些相互作用包括：特定污染物-表面活性剂单体在水中的相互作用；表面活性剂胶束对污染物的增溶作用；由于表面活性剂的存在形成的水-油乳化作用对污染物的增溶及表面活性剂单分子层在油水界面上的分布等。人们早已知道表面活性剂可以提高疏水性有机污染物在水中的表观溶解度。已有很多研究报道了表面活性剂对疏水性有机污染物的增溶作用，利用表面活性剂的增溶作用可以提高疏水性有机污染物的生物有效性，促进土壤中有机污染物的生物降解及从土壤中的去除。

实验原理

（1）表面活性剂分子的特性

表面活性剂分子一般由非极性亲油基团和极性亲水基团组成，两部分分别位于分子的两端，形成不对称结构，属于双亲媒性物质。各种表面活性剂分子的亲油基团性能差别较小，亲水部分则差别较大，因而表面活性剂的分类一般以亲水基团的结构为依据。按亲水基团类型的不同，一般将表面活性剂分为四种，分别为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂。

由于表面活性剂具有亲油和亲水双重特性，所以在低浓度时它处于单分子或离子的分散状态，也有一部分聚集在系统界面上，降低溶液的表面张力。但当其浓度达到一定的值时，表面活性剂单体开始聚集成胶态有序的分子或离子集合体，即所谓的胶束（micelle），这一浓度称为临界胶束浓度（Critical Micelle Concentration，CMC）。

在胶束化过程中，表面活性剂的非极性基团彼此相连，形成有序的、对称的动态化学结构。胶束中每个分子的疏水部分朝向内部的集合中心，与其他疏水基团形成一个液态核心。胶束中心区构成了一个性质上不同于极性溶剂的疏水假相。一般认为在CMC以上时，胶束与单体是共存的，胶束中的分子以半衰期为几毫秒的速度一边不断反复地离合集散，一边和单体保持平衡。溶液中胶束的数目随表面活性剂浓度的增加而提高，而溶液中单体的浓度始终保持不变。胶束的形成是表面活性剂对有机污染物产生增溶作用的基础。

除了形成胶束外，表面活性剂溶液的另一个重要性质是形成乳状液，即乳化作用。通过表面活性剂的乳化作用，不溶于水的有机物可形成微小的颗粒物悬浮在水溶液中。

在用表面活性剂溶液进行土壤和地下水修复的过程中，表面活性剂胶束对污染物的增溶作用和乳化作用是促进污染物从土壤中向水中迁移的主要因素。同时表面张力的降低也有利于加快污染物向溶液中的移动。

（2）表面活性剂对疏水有机化合物（HOC）的增溶作用

在水溶液中，表面活性剂的胶束内部由非极性基团构成的疏水假相能使水中的有机污染物向其集中。当水中有过量的疏水性有机物存在时，疏水有机物在水中的表观溶解度大大增加，这就是增溶现象。增溶现象的本质是疏水有机物在水相和表面活性剂胶束假相中的分配平衡过程。增溶作用与溶液中胶束的形成有密切关系，在达到临界胶束浓度以前，没有明显增溶作用，只有在达到CMC以后，增溶作用才表现出来。一般情况下当表面活性剂浓度高于CMC时，疏水有机物在溶液中的表观溶解度随着表面活性剂浓度的提高呈线性增加。

增溶作用与乳化作用不同，后者是不溶液体分散于水中或另一液体中，形成热力学上不稳定的多相分散体系，而增溶作用所形成的体系则是热力学上稳定的均相体系。

根据疏水有机物结构和表面活性剂类型的不同，疏水有机物在表面活性剂溶液中的增溶方式也不一样。一般认为增溶可发生于：

①胶束的内核；

②胶束定向排列的表面活性剂分子之间，形成“栅栏”结构；

③胶束的表面，即胶束-溶剂交界处；

④亲水基团之间。饱和脂肪烃、环烷烃以及其他不易极化的化合物一般是被增溶于胶束的内核中，就像溶于非极性碳氢化合物液体中一样。

对于较易极化的化合物如短链芳香烃类，开始增溶时可能吸附于胶束-水的界面处，增溶量增多后，则可能插入表面活性剂分子“栅栏”中，甚至可能更深地进入胶束的内核。某些小的极性分子及一些染料增溶时吸附于胶束的表面区域或分子栅栏靠近胶束表面的区域。在非离子表面活性剂溶液中，此类物质则增溶于聚氧乙烯胶束外壳中。较长的极性分子，如长链醇、胺等则增溶于胶束栅栏之间，非极性碳氢链插入胶束内部，而极性头则混合于表面活性剂极性基之间，通过氢键或偶极相互作用联系起来。