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过渡金属离子激发过硫酸氢钾清理土壤中芘的研究

  据悉,原位化学氧化(ISCO)技术是直接向污染场地中注入氧化剂使得污染物降解成为没害物质的过程,其是近些年来市场内外普遍认为,有着较大发展前景的一种污染场地修整技术。过硫酸氢钾盐作为原位化学氧化修整常用氧化剂之一,因其稳定性好,降解有机污染物时条件温和、操作简单等特点而深受关注。

  过渡金属离子激发过硫酸盐在(20℃)下便可产生SO4-,因此与光和热等激发方式相比,过渡金属离子激发方式优势明显。有研究结果表明,20℃条件下与只用过硫酸盐相比,Fe2+激发过硫酸盐清理水中TCE成果越显明(清理率增进19%);土壤中苯系类物质处理70min后基本可以整体降解。有学者利用Fe2+激发过硫酸钠氧化修整某焦化厂污染场地土壤中16种PAHs的研究结果表明,高剂量的激发过硫酸盐对其中12种PAHs的清理率都在90%上。

  研究结果表明,采用CuO催化剂激发过硫酸氢钾降解苯酚与只用过硫酸盐比较,对苯酚降解率可增进87%。还有研究结果表明,Co2+和Ru3+激发KH-SO5氧化降解水里面2,4-二氯苯酚只反应1min后转化率就达98%。上述研究结果表明,过渡金属离子激发过硫酸盐氧化降解污染场地中有机污染物成果显明。

  激发过硫酸盐是一种新兴的氧化修整技术,市场内对该技术的研究还处于起步阶段,现有研究中有关不同过渡金属离子对过硫酸盐激发作用的比较研究鲜有报道。现有研究以多环芳烃之一芘为目标损害物,利用Fe2+、Co2+和Ag+3种金属离子激发过硫酸盐氧化降解芘进行比较研究,进而筛选出激发过硫酸盐的较佳过渡金属离子,并进一步分析激发过硫酸氢钾氧化降解土壤中芘的降解动力学过程及降解产物,结果得出:

  1、Fe2+是激发Na2S2O8清理芘的较佳过渡金属离子,反应120min后芘清理率为93.4%;Co2+是激发KHSO5清理芘的较佳过渡金属离子,反应120min后清理率达到要求。

  2、土壤中芘降解动力学表明,Fe2+、Co2+和Ag+激发Na2S2O8和KHSO5降解芘的过程均符合准一类反应动力学。

  3、芘污染土壤经过硫酸氢钾盐体系降解后土壤中大部分芘可被氧化降解,其可能的降解产物萘和1-甲基萘浓度相当低,降低了环境污染风险。