過硫酸鹽氧化修復有機污染土壤的研究現狀＊

楊德敏 夏 宏 程方平

(1.重慶地質礦產研究院頁巖氣勘探開發國家地方聯合工程研究中心；2.重慶華地資環科技有限公司)

0 引 言

隨著現代社會的發展，土壤污染負面影響日益突出，已成為全球性環境問題。與歐美等發達國家相比，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注的“三大污染”[1-5]，如何修復受污染土壤，打好土壤污染防治攻堅戰，已成為當今該領域研究的熱點。

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 有機污染土壤修復的研究現狀

2.1 熱活化過硫酸鹽

熱活化過硫酸鹽已被廣泛應用于實際環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溫度呈明顯正向關系[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10 min時，PHE降解率達到65%[29]。考察了反應體系溫度對熱活化過硫酸鹽去除土壤中柴油的效率，結果表明，柴油去除率隨著反應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研究。結果表明，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、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構中的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，表觀反應速率常數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芳烴(PAHs)，在體系反應144 h后，土壤中的多環芳烴已被完全礦化[33]。

2.2 過渡金屬活化過硫酸鹽

3 結 論

1)基礎理論研究還較薄弱，應加強活化過硫酸鹽氧化降解土壤中有機污染物的基礎研究，系統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)和污染控制技術原理，加強污染風險防控。同時，研發與生物修復、植物修復、電動力修復等聯合運用的組合工藝技術，實現不同技術優勢的最大化利用。

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，控制副反應和減少副產物的生成。同時，加強智能化土壤修復裝備的研發，為技術、裝備的有效落地奠定基礎。

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，是一個復雜的系統工程，這就導致實驗室研究的技術很難轉化為可工程化推廣應用的成熟技術。在做理論研究的同時，還應加強對復合污染物土壤的聯合修復。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，因此還應開發水土共生體系一體化修復技術，才能實現污染的有效治理，而不致顧此失彼。