有機氯污染土壤的類Fenton氧化處理與機理研究.pdf

1、有機氯（Chlorinated Organic Compounds，COCs）污染土壤是目前土壤修復(fù)研究領(lǐng)域的難點與熱點問題。基于 H2O2的 Fenton與類 Fenton氧化體系已成功應(yīng)用于COCs污染土壤的修復(fù)，但H2O2消耗量大、成本高，自身不穩(wěn)定導(dǎo)致儲存運輸不便且遇土壤中礦物質(zhì)與有機質(zhì)等易分解，從而在實際應(yīng)用中受到限制。ZVI、乙二胺四乙酸（EDTA）與空氣組成的ZVI/EDTA/Air（ZEA）類Fenton體系，既有效解決

2、了H2O2的使用問題，又能快速有效地氧化處理有機污染物，且適用 pH范圍廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文分別以水溶性有機氯化物2,4-二氯酚（2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP）和疏水性有機氯化物六氯苯（Hexachlorobenzene，HCB）作為有機氯的代表，系統(tǒng)研究了基于ZEA改進的類Fenton體系對有機氯污染土壤的氧化修復(fù)作用及機制，主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下：
　?。?）ZEA類Fenton體系

3、可在較寬pH范圍內(nèi)有效氧化降解土壤中2,4-DCP。有機配體EDTA可有效促進ZVI/Air體系對2,4-DCP的氧化性能，而乙二胺二琥珀酸（EDDS）的添加則有抑制作用，這與有機配體與鐵的絡(luò)合方式及其自身的氧化降解性能有關(guān)。在優(yōu)化條件下，反應(yīng)45 min，土壤中2,4-DCP的降解率為96％，同時EDTA的同步降解率為63%。EDTA和ZVI添加量共同影響ZEA體系氧化2,4-DCP的效果，當[EDTA]/[FeⅡ/Ⅲ]摩爾比大于 l

4、時，2,4-DCP的降解受到抑制。土壤理化性質(zhì)影響著ZEA類Fenton體系的修復(fù)效率，砂質(zhì)土壤和有機質(zhì)含量低的土壤修復(fù)效果較好。ZEA類Fenton反應(yīng)主要是發(fā)生在零價鐵表面的異相Fenton反應(yīng)，體系中主要活性氧化物種（ROS）為O2-·/HO2·和FeIV，其中O2-·/HO2·自由基的作用更顯著。在活性氧化物種的作用下，土壤中的2,4-DCP首先生成含氯中間產(chǎn)物，如單氯酚、2,4-DCP的羥基加合物等，最終完全脫氯并降解為小分子

5、有機酸、CO2與H2O。
　?。?）MW-SiCZEA類Fenton體系可快速有效地修復(fù)2,4-DCP污染土壤，當微波功率為540 W、碳化硅負載納米零價鐵（SiC/nZVI）為1 g，EDTA濃度為1.2 mmol/L時，反應(yīng)20 min，土壤中2,4-DCP的去除率可達94%。表征結(jié)果表明，SiC/nZVI為直徑50~100 nm的球形納米零價鐵顆粒，鐵的負載量為138 mg/g，材料表面部分被氧化，具有良好的分散性與氧分子活

6、化能力。MW可顯著增強2,4-DCP污染土壤的修復(fù)效果，其增強作用包括熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)；MW作用下，SiC與nZVI之間可發(fā)生相互作用，產(chǎn)生空穴-電子對，促進污染物的降解。微波功率與體系 pH對MW-SiCZEA類Fenton體系的氧化能力有較大的影響。微波功率與pH過高或過低，均不利于ROS的生成，從而影響2,4-DCP的降解。在MW-SiCZEA體系中，土壤中2,4-DCP在主要活性氧化物種?OH與O2-·/HO2·的共同作用下，可

7、完全降解脫氯。
　?。?）生物表面活性劑烷基糖苷（APG0814）對疏水性有機污染物 HCB具有良好的增溶效果，其摩爾增溶比為7.7×10-4，可有效提高土壤中 HCB的解吸，當APG0814濃度為1000 mg/L時，HCB的解吸率為20.6%，增加濃度至3000 mg/L，解吸率增至35%。ZEA體系可以有效處理解吸液中HCB，反應(yīng)2 h，溶液中HCB的去除率為76%。APG0814增強ZEA體系直接修復(fù)HCB污染土壤的方法修