李 林,陳進斌,李紫龍,蔣妮娜,高 然
(國家電投集團遠達環(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”特征的持久性有機污染物,已被我國列為環(huán)境優(yōu)先污染物之一[1-3]。我國土壤中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,具有強氧化性、穩(wěn)定性好、對土壤微生物抑制作用小、反應(yīng)產(chǎn)物友好等優(yōu)勢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。
目前,我國PAHs污染狀況不容樂觀,我國土壤中PAHs含量可劃分為嚴重污染、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2004-2007年間文獻數(shù)據(jù)顯示,我國受PAHs污染土壤中有38%為嚴重污染土壤,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2000-2016年間文獻數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,由于我國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。
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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降低多環(huán)芳烴的氧化效果,因此一些學者針對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
根據(jù)一系列化學氧化修復(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、有機質(zhì)含量、溫度和濕度等[16]。
(1)土壤的pH值
土壤的pH值對過硫酸鹽的修復(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PAHs的氧化效果會更理想。
(2)有機質(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
土壤的濕度會影響PAHs的解吸率和土壤的孔隙率。土壤含水率的適當增加能提高PAHs與過硫酸鹽之間的接觸幾率,從而有利于PAHs的解吸,促進PAHs的降解。同時,土壤含水率的增加會降低土壤的孔隙率,會降低氣體氧化劑與PAHs的接觸機會,從而影響修復(fù)效果。
因此,活化過硫酸鹽用于PAHs污染土壤的修復(fù)技術(shù)還需以下幾個方面進行深入研究: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,來降低成本和對環(huán)境的負面影響;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)計高級修復(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,活化過硫酸鹽會發(fā)揮越來越重要的作用。