過硫酸鹽氧化修復(fù)有機污染土壤的研究現(xiàn)狀＊

楊德敏 夏 宏 程方平

(1.重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院頁巖氣勘探開發(fā)國家地方聯(lián)合工程研究中心；2.重慶華地資環(huán)科技有限公司)

0 引 言

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，土壤污染負面影響日益突出，已成為全球性環(huán)境問題。與歐美等發(fā)達國家相比，我國土壤污染更為嚴峻，已與大氣污染、水污染成為社會熱點關(guān)注的“三大污染”[1-5]，如何修復(fù)受污染土壤，打好土壤污染防治攻堅戰(zhàn)，已成為當今該領(lǐng)域研究的熱點。

1 活化過硫酸鹽氧化作用機理與活化方法

1.1 作用機理

1.2 活化方法

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2 有機污染土壤修復(fù)的研究現(xiàn)狀

2.1 熱活化過硫酸鹽

熱活化過硫酸鹽已被廣泛應(yīng)用于實際環(huán)境中的有機污染氧化降解，并取得了很好的效果。其中，溫度是制約熱活化過硫酸鹽降解有機污染物的關(guān)鍵因子，升高溫度可有效加快過硫酸鹽熱活化的效率，例如，土壤中石油類污染物的去除率與體系反應(yīng)溫度呈明顯正向關(guān)系[13，23，28]。

徐開泰等對土壤中菲(PHE)的熱活化過硫酸鈉降解過程進行了研究。在30℃時，PHE降解率基本為0；在90℃、反應(yīng)10 min時，PHE降解率達到65%[29]?？疾炝朔磻?yīng)體系溫度對熱活化過硫酸鹽去除土壤中柴油的效率，結(jié)果表明，柴油去除率隨著反應(yīng)溫度的升高呈直線增長，當溫度由30℃升至70℃時，柴油去除率由低于10%上升至76.85%[30]。李永濤等采用熱活化過硫酸鹽對柴油污染土壤進行氧化修復(fù)研究。結(jié)果表明，當初始pH值為11、過硫酸鈉摩爾濃度為0.8 mol/kg、溫度為70℃、水土比為2.0 L/kg、反應(yīng)時間為72 h時，污染土壤的柴油去除率達到最高，為77.85%；土壤中柴油的氧化降解過程為自發(fā)、吸熱、熵增的過程，表觀活化能為-80.73 kJ/mol[31]。徐開泰等對PHE的熱活化過硫酸鈉降解過程進行了研究，結(jié)果表明，在熱活化過硫酸鈉氧化去除PHE的同時，還存在吸附作用，且吸附在土壤孔隙結(jié)構(gòu)中的PHE較難被氧化去除；溫度對PHE降解速率的影響符合阿倫尼烏斯模型，在60～90℃時，活化能為122.6 kJ/mol，表觀反應(yīng)速率常數(shù)隨著過硫酸鈉投加量的增加而增大[22]。周穎等研究了熱活化過硫酸鈉處理土壤石油污染，結(jié)果表明，過硫酸鈉可以快速有效去除土壤中的石油類污染物，在過硫酸鈉濃度為1 mol/L、反應(yīng)時間為5 d條件下，對于石油含量為58.837 g/kg的土壤，其石油類污染物去除率高達45.51%[32]。Farhad采用熱/過硫酸鹽氧化去除土壤中的多環(huán)芳烴(PAHs)，在體系反應(yīng)144 h后，土壤中的多環(huán)芳烴已被完全礦化[33]。

2.2 過渡金屬活化過硫酸鹽

3 結(jié) 論

1)基礎(chǔ)理論研究還較薄弱，應(yīng)加強活化過硫酸鹽氧化降解土壤中有機污染物的基礎(chǔ)研究，系統(tǒng)掌握有機污染物的降解去除機理、影響因素(包括地面和地下的)和污染控制技術(shù)原理，加強污染風險防控。同時，研發(fā)與生物修復(fù)、植物修復(fù)、電動力修復(fù)等聯(lián)合運用的組合工藝技術(shù)，實現(xiàn)不同技術(shù)優(yōu)勢的最大化利用。

2)針對有機物污染土壤，過渡金屬離子及Fe0活化過硫酸鹽是比較高效、經(jīng)濟和方便實用的，但條件控制難度較大。需加強過硫酸鹽活化方式的深入研究，探尋一種更綠色、高效、快速、易操作的活化方式，提高過硫酸鹽的活化效率和利用率，控制副反應(yīng)和減少副產(chǎn)物的生成。同時，加強智能化土壤修復(fù)裝備的研發(fā)，為技術(shù)、裝備的有效落地奠定基礎(chǔ)。

3)目前人們對于活化過硫酸鹽氧化降解的有機污染物種類比較單一，而實際工程中多是兩種及以上的污染物共同存在，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，這就導致實驗室研究的技術(shù)很難轉(zhuǎn)化為可工程化推廣應(yīng)用的成熟技術(shù)。在做理論研究的同時，還應(yīng)加強對復(fù)合污染物土壤的聯(lián)合修復(fù)。同時，水土本是共生體系，土壤受到污染，水體也可能會受到不同程度污染，因此還應(yīng)開發(fā)水土共生體系一體化修復(fù)技術(shù)，才能實現(xiàn)污染的有效治理，而不致顧此失彼。