表面活性剂是分子中同时具有亲水性和疏水性的物质。它能显著改变液体的表面张力或两相间界面的张力，具有良好乳化或破乳作用。

1．表面活性剂的分类

表面活性剂的疏水基团主要是烷基，其性能差别较小，但亲水基团差别较大。按亲水基团结构可分为四种：阴离子、阳离子、两性和非离子表面活性剂。

①阴离子表面活性剂溶于水时，与疏水基相连的亲水基是阴离子，其类型如下。

羧酸盐：如肥皂RCOONa;

硫酸酯盐：如硫酸月桂酯钠C12H25OSO3Na;

磺酸盐：如烷基苯磺酸钠；

磷酸酯盐：如烷基磷酸钠。

②阳离子表面活性剂溶于水时，与疏水基相连的亲水基是阳离子，其主要类型是有机胺的衍生物。常用的有季胺盐，如十六烷基三甲基溴化胺。阳离子表面活性剂有一与众不同的特点，即它的水溶液具有很强的杀菌能力，因此常用作消毒剂。

③两性表面活性剂阴、阳两种离子组成的表面活性剂，结构与氨基酸相似，易形成内盐。其典型的化合物如RN+H2CH2CH2COO-,RN+(CH3)2CH2COO-等，它们在水溶液中的性质随溶液pH值的改变而改变。

④非离子表面活性剂亲水基团为醚基和经基，主要类型有脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基酰胺、多醇表面活性剂、烷基苯酚聚氧乙烯醚等。

表面活性剂具有显著改变液体和固体表面各种性质的能力，因而被广泛用于纤维、造纸、塑料、日用化工、医药、石油和煤炭等行业。仅合成洗涤剂一项，年产量已超过1500000t。表面活性剂通过各种废水进入水体，是造成水体污染的最普遍最大量的污染物之一。

2．表面活性剂的迁移转化与降解

表面活性剂含有很强的亲水基团，不仅本身亲水，也可使其他不溶于水的物质长期分散于水体，随水流迁移，只有当它与水体悬浮物结合凝聚时才沉入水底。

表面活性剂进入水体后，主要靠微生物降解来消除。

(1)阴离子表面活性剂疏水基结构不同的烷基苯磺酸钠（即ABS）微生物对其降解性不同，其降解顺序为：直链烷烃＞端基有支链取代的烃类＞三甲基的烃类。

(2）非离子表面活性剂非离子表面活性剂可分为很硬、硬、软和很软四类。带有支链和直链的烷基酚、乙氧基化合物属于很硬和硬两类，而仲醇乙氧基化合物和伯醇乙氧基化合物则属于软和很软两类。生物降解证明：直链伯、仲醇乙氧基化合物在活性污泥中的微生物作用下能有效地进行代谢。

(3)阳离子和两性表面活性剂由于阳离子表面活性剂具有杀菌能力，所以在研究这类表面活性剂的微生物降解时必须注意负荷量和微生物的驯化。据研究，十四烷基二甲基节基氯化按(TDBA)驯化后的平均降解率为73%，TDBA对未驯化污泥中的微生物的生长抑制作用很大，降解率很低，而对驯化的污泥中的微生物的生长抑制较小，说明驯化的作用很明显。除季按类表面活性剂对微生物降解有明显影响外，其他胺类表面活性剂均未发现有明显影响。

表面活性剂的生物降解机理主要是烷基链上的甲基氧化、β-氧化、芳香环的氧化降解和脱磺化。

①甲基氧化表面活性剂的甲基氧化，主要是疏水基团末端的甲基氧化为狡基的过程。

RCH2CH2CH3一→RCH2CH2OH一→RCH2CH2CHO一→RCH2CH2COOH

②β-氧化它是表面活性剂分子中的梭酸在HSCoA作用下被氧化，便末端第二个碳键断裂的过程。

③芳香环的氧化降解此过程一般是苯酚、水杨酸等化合物的开环反应。其机理是首先生成儿茶酚，然后在两个羟基中开裂，经过二羧酸，最后降解消失。

④脱磺化过程无论是ABS还是LAS，都是在烷基链氧化过程中伴随着脱磺酸基的反应过程。

3．表面活性剂对环境的污染与效应

表面活性剂是合成洗涤剂的主要原料，特别是早期使用最多的烷基苯磺酸钠（ABS),由于它在水环境中难以降解，发泡问题十分突出，故造成地表水的严重污染。

①表面活性剂污染使水的感观状况受到影响，产生大量泡沫。据调查研究，当水体中洗涤剂浓度达到0.7~1.0mg/L时，就可能出现持久性泡沫。洗涤剂污染水源后一般方法不易清除，所以水源受到洗涤剂严重污染的地方，自来水中也会出现大量泡沫。

②因洗涤剂中含有大量的聚磷酸作为增净剂，所以使废水中含有大量的磷，是造成水体富营养化的重要原因。

③表面活性剂可以促进水体中石油和PCBs等不溶性有机物的乳化、分散，增加废水处理的难度。

④阳离子表面活性剂具有一定的杀菌能力，浓度高时，可能破坏水体微生物群落。据实验，烷基二甲基节基氯化按对族鼠一次经口的致死量为340mg，而人经24h后和7天后的致死量分别为640mg和550mg。由两年的慢性中毒试验表明，即使饮料中仅有0.063％的烷基二甲基节基氯化钱也能抑制发育；当其浓度为0.5％时，出现食欲不振，并伴有死亡事例发生，但仅限于最初的10周以内，10周以后未再出现。相同病理现象是腹部浮肿、消化道有褐色黏性物、盲肠充盈或胃出血性坏死等。