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南京土壤所化學(xué)氧化修復(fù)場(chǎng)地土壤過(guò)程機(jī)制研究取得進(jìn)展
2020年11月23日 16:44:36 來(lái)源：南京土壤研究所 點(diǎn)擊量：4119

場(chǎng)地污染土壤的修復(fù)是土壤修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)，也是當(dāng)前國(guó)家面臨的重大科技需求。在土壤修復(fù)技術(shù)中，化學(xué)氧化技術(shù)為快速、高效修復(fù)場(chǎng)地有機(jī)污染土壤提供了支撐，但氧化劑需通過(guò)活化的方式產(chǎn)生高活性自由基來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物的降解和修復(fù)。因此，高效、低成本和環(huán)境友好活化材料開發(fā)是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?；诖?，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所研究員王玉軍團(tuán)隊(duì)的副研究員方國(guó)東構(gòu)建了基于金屬-硫化物耦合多電子供體的活化體系，將還原

　　【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】 場(chǎng)地污染土壤的修復(fù)是土壤修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)，也是當(dāng)前國(guó)家面臨的重大科技需求。在土壤修復(fù)技術(shù)中，化學(xué)氧化技術(shù)為快速、高效修復(fù)場(chǎng)地有機(jī)污染土壤提供了支撐，但氧化劑需通過(guò)活化的方式產(chǎn)生高活性自由基來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物的降解和修復(fù)。因此，高效、低成本和環(huán)境友好活化材料開發(fā)是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?；诖耍袊?guó)科學(xué)院南京土壤研究所研究員王玉軍團(tuán)隊(duì)的副研究員方國(guó)東構(gòu)建了基于金屬-硫化物耦合多電子供體的活化體系，將還原性硫引入活化劑，提高了活化劑的催化效率和污染物的降解速率，克服了傳統(tǒng)金屬氧化物活化氧化劑過(guò)程中的活性位點(diǎn)再生速度慢、氧化劑利用效率低等問(wèn)題，主要研究進(jìn)展如下：
 
　　構(gòu)建了基于天然鐵-硫、銅-硫等礦物活化過(guò)硫酸鹽的化學(xué)氧化技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了高效去除不同類型的有機(jī)污染物。其主要機(jī)制是，礦物表面金屬活性點(diǎn)位，如Fe(II)通過(guò)與過(guò)硫酸鹽間的電子傳遞形成高活性的硫酸根自由基或羥基自由基，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的高效降解；還原性的硫?qū)⒌V物表面Fe(Ⅲ)還原成Fe(II)，實(shí)現(xiàn)活性點(diǎn)位的再生，提高了污染物的降解效率；在傳統(tǒng)亞鐵-過(guò)硫酸鹽類芬頓體系中添加不同類型的金屬硫化物，促進(jìn)了亞鐵在礦物表面的循環(huán)，將污染物的降解速率提高了約5~16倍。
 
　　天然金屬硫礦物在促進(jìn)過(guò)硫酸鹽活化和污染物降解中發(fā)揮重要作用，但由于天然礦物含有一些無(wú)定型的金屬硫化物，反應(yīng)過(guò)程中存在部分金屬溶出現(xiàn)象，同時(shí)天然礦物粒徑較大，其不易在土壤中遷移，這限制了其在場(chǎng)地修復(fù)中的大規(guī)模應(yīng)用。為克服上述缺點(diǎn)，研究人員研發(fā)出鐵-硒納米材料高效活化過(guò)硫酸鹽技術(shù)，通過(guò)一步水熱合成法，合成了尺寸為5~10 nm的硒化鐵納米顆粒，其具有高效活化過(guò)硫酸鹽、過(guò)氧化氫的能力，能夠降解多氯聯(lián)苯、氯酚等有機(jī)污染物，在此過(guò)程中硒化鐵的111晶面是活化氧化劑產(chǎn)生自由基的主要位點(diǎn)。該研究通過(guò)硒代替硫和材料的納米化，解決了金屬離子的溶出問(wèn)題，增加了納米材料在土壤中的遷移性，這將為修復(fù)場(chǎng)地有機(jī)污染土壤提供新技術(shù)。
 
　　研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和江蘇省杰出青年基金的支持。
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