过硫酸盐氧化修复有机污染土壤的研究现状＊

杨德敏 夏 宏 程方平

(1.重庆地质矿产研究院页岩气勘探开发国家地方联合工程研究中心；2.重庆华地资环科技有限公司)

0 引 言

随着现代社会的发展，土壤污染负面影响日益突出，已成为全球性环境问题。与欧美等发达国家相比，我国土壤污染更为严峻，已与大气污染、水污染成为社会热点关注的“三大污染”[1-5]，如何修复受污染土壤，打好土壤污染防治攻坚战，已成为当今该领域研究的热点。

1 活化过硫酸盐氧化作用机理与活化方法

1.1 作用机理

1.2 活化方法

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2 有机污染土壤修复的研究现状

2.1 热活化过硫酸盐

热活化过硫酸盐已被广泛应用于实际环境中的有机污染氧化降解，并取得了很好的效果。其中，温度是制约热活化过硫酸盐降解有机污染物的关键因子，升高温度可有效加快过硫酸盐热活化的效率，例如，土壤中石油类污染物的去除率与体系反应温度呈明显正向关系[13，23，28]。

徐开泰等对土壤中菲(PHE)的热活化过硫酸钠降解过程进行了研究。在30℃时，PHE降解率基本为0；在90℃、反应10 min时，PHE降解率达到65%[29]。考察了反应体系温度对热活化过硫酸盐去除土壤中柴油的效率，结果表明，柴油去除率随着反应温度的升高呈直线增长，当温度由30℃升至70℃时，柴油去除率由低于10%上升至76.85%[30]。李永涛等采用热活化过硫酸盐对柴油污染土壤进行氧化修复研究。结果表明，当初始pH值为11、过硫酸钠摩尔浓度为0.8 mol/kg、温度为70℃、水土比为2.0 L/kg、反应时间为72 h时，污染土壤的柴油去除率达到最高，为77.85%；土壤中柴油的氧化降解过程为自发、吸热、熵增的过程，表观活化能为-80.73 kJ/mol[31]。徐开泰等对PHE的热活化过硫酸钠降解过程进行了研究，结果表明，在热活化过硫酸钠氧化去除PHE的同时，还存在吸附作用，且吸附在土壤孔隙结构中的PHE较难被氧化去除；温度对PHE降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型，在60～90℃时，活化能为122.6 kJ/mol，表观反应速率常数随着过硫酸钠投加量的增加而增大[22]。周颖等研究了热活化过硫酸钠处理土壤石油污染，结果表明，过硫酸钠可以快速有效去除土壤中的石油类污染物，在过硫酸钠浓度为1 mol/L、反应时间为5 d条件下，对于石油含量为58.837 g/kg的土壤，其石油类污染物去除率高达45.51%[32]。Farhad采用热/过硫酸盐氧化去除土壤中的多环芳烃(PAHs)，在体系反应144 h后，土壤中的多环芳烃已被完全矿化[33]。

2.2 过渡金属活化过硫酸盐

3 结 论

1)基础理论研究还较薄弱，应加强活化过硫酸盐氧化降解土壤中有机污染物的基础研究，系统掌握有机污染物的降解去除机理、影响因素(包括地面和地下的)和污染控制技术原理，加强污染风险防控。同时，研发与生物修复、植物修复、电动力修复等联合运用的组合工艺技术，实现不同技术优势的最大化利用。

2)针对有机物污染土壤，过渡金属离子及Fe0活化过硫酸盐是比较高效、经济和方便实用的，但条件控制难度较大。需加强过硫酸盐活化方式的深入研究，探寻一种更绿色、高效、快速、易操作的活化方式，提高过硫酸盐的活化效率和利用率，控制副反应和减少副产物的生成。同时，加强智能化土壤修复装备的研发，为技术、装备的有效落地奠定基础。

3)目前人们对于活化过硫酸盐氧化降解的有机污染物种类比较单一，而实际工程中多是两种及以上的污染物共同存在，是一个复杂的系统工程，这就导致实验室研究的技术很难转化为可工程化推广应用的成熟技术。在做理论研究的同时，还应加强对复合污染物土壤的联合修复。同时，水土本是共生体系，土壤受到污染，水体也可能会受到不同程度污染，因此还应开发水土共生体系一体化修复技术，才能实现污染的有效治理，而不致顾此失彼。