過硫酸鹽在多環(huán)芳烴污染土壤的研究進(jìn)展*

李 林，陳進(jìn)斌，李紫龍，蔣妮娜，高 然

(國(guó)家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司重慶科技分公司，重慶 401122)

多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是一類水溶性低、生物利用率低、難以被降解，且具有高度“致癌、致畸和致突變”特征的持久性有機(jī)污染物，已被我國(guó)列為環(huán)境優(yōu)先污染物之一[1-3]。我國(guó)土壤中PAHs來源主要是石油成因和高溫燃燒成因的人為源，其中石油來源的PAHs以2～3環(huán)為主，高溫燃燒以5～6環(huán)為主[4]。

近年來，具有強(qiáng)氧化性、穩(wěn)定性好、對(duì)土壤微生物抑制作用小、反應(yīng)產(chǎn)物友好等優(yōu)勢(shì)的過硫酸鹽用來治理修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。

1 我國(guó)PAHs污染現(xiàn)狀

目前，我國(guó)PAHs污染狀況不容樂觀，我國(guó)土壤中PAHs含量可劃分為嚴(yán)重污染、中等污染、輕微污染和無污染，其含量最大值為146.689 mg/kg，最小值為8.3×10-4mg/kg，平均含量在0.00398～56.883 mg/kg，而我國(guó)PAHs土壤污染程度主要是中低污染[5-6]。據(jù)鄧紹坡[7]統(tǒng)計(jì)2004-2007年間文獻(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)受PAHs污染土壤中有38%為嚴(yán)重污染土壤，8%為中等污染土壤，31%為輕微污染土壤，且北方地區(qū)受PAHs污染程度高于南方地區(qū)。據(jù)張俊葉[8]統(tǒng)計(jì)2000-2016年間文獻(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，由于我國(guó)PAHs的形成原因不一致，造成了不同區(qū)域的PAHs含量不均一，其中含量最高的是西北區(qū)域，最低的是西南區(qū)域。

2 過硫酸鹽作用機(jī)理及其活化方式的研究現(xiàn)狀

2.1 過硫酸鹽的作用機(jī)理

(1)

(2)

(3)

(4)

2.2 過硫酸鹽活化方式研究現(xiàn)狀

目前已有多種過硫酸鹽活化方式，以綠色和高效的角度出發(fā)，主要的活化方式為過氧化氫、過碳酸鈉、過氧化鈣及硫酸亞鐵等活化方式。而活化劑的加量對(duì)多環(huán)芳烴的氧化效果有著密切的關(guān)系，其中過量的活化劑往往會(huì)降低多環(huán)芳烴的氧化效果，因此一些學(xué)者針對(duì)過硫酸鈉的活化效果開展了一系列研究。

2.2.1 過氧化氫活化

2.2.2 過氧化鈣活化

2.2.3 過碳酸鈉活化

2.2.4 硫酸亞鐵活化

3 PAHs污染土壤本身環(huán)境因素對(duì)過硫酸鹽修復(fù)效果的影響

根據(jù)一系列化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)研究得知，過硫酸鹽的氧化效果不僅與技術(shù)本身有關(guān)，還受土壤特性的制約，如土壤的pH值、有機(jī)質(zhì)含量、溫度和濕度等[16]。

(1)土壤的pH值

土壤的pH值對(duì)過硫酸鹽的修復(fù)效果有著重要的影響，相較于中性或堿性條件，過硫酸鹽在土壤酸性條件下對(duì)PAHs的氧化效果會(huì)更理想。

(2)有機(jī)質(zhì)含量

(3)溫度

PAHs的降解和過硫酸鹽活性都受土壤環(huán)境溫度的影響，通常溫度與過硫酸鹽的活性呈正比，提高溫度會(huì)增快PAHs的解吸，給PAHs的降解提供有利條件。

(4)濕度

土壤的濕度會(huì)影響PAHs的解吸率和土壤的孔隙率。土壤含水率的適當(dāng)增加能提高PAHs與過硫酸鹽之間的接觸幾率，從而有利于PAHs的解吸，促進(jìn)PAHs的降解。同時(shí)，土壤含水率的增加會(huì)降低土壤的孔隙率，會(huì)降低氣體氧化劑與PAHs的接觸機(jī)會(huì)，從而影響修復(fù)效果。

4 結(jié) 語

因此，活化過硫酸鹽用于PAHs污染土壤的修復(fù)技術(shù)還需以下幾個(gè)方面進(jìn)行深入研究：①從成本和環(huán)境友好性角度出發(fā)，聯(lián)合微生物修復(fù)技術(shù)治理多環(huán)芳烴污染土壤，來降低成本和對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響；②從氧化劑和活化劑角度出發(fā)，研發(fā)高效和綠色的氧化劑和活化劑；③從工藝和設(shè)備角度出發(fā)，設(shè)計(jì)高級(jí)修復(fù)設(shè)備和工藝，來提高修復(fù)效果。相信隨著應(yīng)用研究力度的不斷增加和深入，未來在PAHs污染土壤的修復(fù)中，活化過硫酸鹽會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用。