表面活性剂是一种显著改变界面性质的特殊化学物质,具有润湿、渗透、增溶、乳化、分散、洗涤、发泡、柔软、抗静电等功能特,广泛用于工业制造领域如石油开采、各种矿物浮洗、纺织物加工整理、油漆和建筑涂料、建筑减水剂、农药乳化、皮革清洗和鞣制、造纸助剂、印刷油墨、化肥和各类化工产品添加、食品工业添加剂、制药工业、信息材料等,当然表面活性剂的更大用途是工业和民用清洗。各种用途的民用洗涤剂如用于织物洗涤的普通洗衣粉、洗衣液、肥皂和各类宾馆酒店专用洗涤液;用于食品和餐具洗涤的餐洗液、果蔬洗液;用于人体清洁洗发液、护发液、洗手液、洗面奶等;用于硬表面清洁的各类卫生间清洗剂和消毒剂;当然还有各种工业用途的清洗剂。表面活性剂作为工业味精已经渗透到了工农业的各个领域,当今与表面活性剂毫无关系的产业已经为数不多了。
作为用途最广的一类产品,我国表面活性剂的生产量自改革开放以来一直在以几何级数增长,已成为国民经济的基础工业之一。1995年全世界表面活性剂的总产量是930万t, 2005年为1250万t,品种超过2万个。我国表面活性剂的产量从1995年的约80万吨增长到2005年的302万吨,居世界第二位,2010年的产量更是到了世界第一,形成阴离子、非离子、阳离子和两性离子的45个大类、130个小类超过5000个品种的表面活性剂的工业体系。
在众多的表面活性剂品种中,约75%由石油产品制得,余下的来自于以油脂为主的天然原料。由于成本因素,目前在我国生产和应用的表面活性剂以石化来源的烷基苯磺酸盐、醇醚磺酸盐、醇醚乙氧基化物为主,天然来源的只占很少的比例。
在绝大多数表面活性剂的使用领域中,都是基于其润湿、渗透、乳化、分散、洗涤、发泡、抗静电等物理性质,因此在使用后基本都不发生化学结构变化,而是以原来的形式残留在环境中,或者被排放到水体或土壤等自然界,任由其自生自灭。例如超过50%的表面活性剂是用于洗涤的,而所有的洗涤废水几乎都进入了生活污水系统,因此污水中的表面活性剂含量相当高,特别是在表面活性剂生产厂、应用厂和生活小区的排放污水中尤为突出。在我国污水处理的比例并不高,尤其在占人口比例很大的县和县以下生活区,几乎没有污水处理系统,所有生活污水都排入了江河湖海等自然水体环境中,很容易在环境中造成累积。又如,作为农药乳化剂的表面活性剂都随着农药喷洒在农田里,从而进入土壤,在土壤中残存累积。因此表面活性剂是否能被自然界的生物降解成为一个越来越重要的问题。
表面活性剂的大量使用不仅造成了土壤、水质的严重污染,甚至对人体也会带来危害。如皮肤过敏、癌症、生物雌性化等[1]。因此有关表面活性剂的降解愈来愈受到人们的重视。不仅对表面活性剂的生物降解性做出了规定,例如欧盟对表面活性剂的降解性作了严格的规定,要求对用于家用洗涤剂的阴离子表面活性剂的初级生物降解度应不得低于90 %;而且正逐步用无毒(或低毒)、易降解的表面活性剂如α-烯基磺酸盐、氧化胺、聚氧乙烯非离子型、两性离子型和天然表面活性剂取代传统合成的含苯环、且较难降解的表面活性剂,如烷基芳基磺酸盐、聚氧乙烯烷基酚醚等。进入21世纪,全世界都在进行绿色化学的研究和发展,为此加强表面活性剂降解的研究,有效地控制生态环境的进一步恶化,已成为科技工作者的一项重要课题。