表面活性剂的大量使用,导致其通过各种途径进入土壤,从而对土壤产生直接或间接的影响。为综合评价表面活性剂对土壤生态系统的安全性,选择阳离子型的十六烷基三甲基溴化铵(Cetyl trimethyl ammonium bromide,CTAB)和阴离子型的十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate,SDS),采用吸附试验、筛分试验、水分入渗试验、土柱淋洗试验和盆栽试验,研究了它们在土壤上的吸附特征以及对土壤团聚体稳定性、土壤水分入渗、土壤养分离子迁移、土壤酶活性和植物生长特性等的影响。研究结果如下:(1)CTAB在土壤上达到吸附平衡的速率较快,而SDS在土壤上达到吸附平衡的速率较慢,准二级(Pseudo-second-order,PSO)速率方程比准一级(Pseudo-first-order)速率方程更适合拟合CTAB和SDS在土壤上的吸附动力学曲线。随着平衡浓度的增加,CTAB和SDS的吸附量都增加,并趋于饱和,等温吸附曲线可用Langmuir和Freundlich方程拟合,土壤类型和表面活性剂种类不同,拟合等温吸附曲线的最佳方程不同。温度升高,CTAB和SDS在土壤上的吸附量均降低。不同类型的土壤对CTAB和SDS的吸附能力存在差异,同一种土壤对CTAB的吸附量大于对SDS的吸附量。(2)与土壤作用0.5 h以后,CTAB和SDS对土壤团聚体的数量变化有相似的影响。与对照处理相比,两者都使2~0.25 mm和<0.053 mm粒级团聚体的数量增加,0.25~0.053mm粒级团聚体的数量减少。随着表面活性剂浓度的增加,土壤团聚体的平均重量直径(MWD)升高,土壤团聚体的稳定性增加。与对照处理相比,除200 mg L-1处理外,CTAB处理土壤的水分入渗速率都增加,且表现出CTAB浓度越大,土壤水分入渗速率越快的趋势。SDS则相反,所有浓度处理的土壤水分入渗速率均小于对照处理。对照处理的土壤疏水性指数(R)是1.22,小于临界值1.95,说明土壤本身没有疏水性。CTAB处理,除200和400 mg L-1外,R值均小于1.95,而所有SDS处理,R值均大于1.95。(3)表面活性剂对土壤中物质的迁移有一定的影响。CTAB抑制了土壤胶体的垂直迁移,促进了K+的垂直迁移,对磷酸根的垂直迁移没有显著的影响。SDS促进了K+的垂直迁移,抑制了磷酸根的垂直迁移,且具有明显的浓度效应;SDS对土壤胶体的垂直迁移的作用与浓度有关,低浓度的SDS具有抑制作用,高浓度的SDS具有促进作用。(4)CTAB和SDS都对菠菜的生长表现出低浓度促进高浓度抑制,对菠菜生长造成抑制的临界浓度分别为500和1000 mg L-1。各CTAB和SDS处理都显著增加菠菜叶片超氧化物歧化酶(SOD)的活性。CTAB处理下过氧化氢酶(CAT)活性主要受到促进,SDS处理下CAT活性先受到促进后被抑制。除个别浓度外,CTAB和SDS都使叶片过氧化物酶(POD)的活性降低,不同浓度之间POD活性变化规律性不强。各CTAB浓度处理下,土壤脱氢酶、脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶的活性几乎都受到抑制;各SDS浓度处理下,土壤脱氢酶和蔗糖酶的活性都不同程度的增加,土壤脲酶和中性磷酸酶的活性,除个别情况下都几乎受到抑制。综上所述,表面活性剂在土壤上的吸附与表面活性剂的种类和土壤类型有关。阳离子型表面活性剂的吸附速率和最大吸附量均高于阴离子型表面活性剂。离子型表面活性剂对土壤团聚体的稳定性、土壤水分入渗、土壤养分迁移均等理化性质均存在影响。同时,土壤中的离子型表面活性剂累积到一定浓度会对菠菜的生长产生产生毒害,改变土壤酶的活性。这些研究结果在一定程度上揭示了表面活性剂与土壤相互作用的规律,为了解离子型表面活性剂的环境行为,以及其土壤生态安全性评价与管理提供了一定的科学依据。