过硫酸盐对化工污染场地苯系物修复效果研究
活化过硫酸钠预氧化-_微生物降解联合修复石油烃污染土壤
第一作者：许成君，１９９３年毕业于哈尔滨建筑大学给水排水工程专业，高级工程师，现在中国石油大庆油田水务公司水务研究设计院从事环保技术研究工作。
通信地址：黑龙江省大庆市让胡路区水务研究设计院，１６３７１２。
Ｅ ｍａｉｌ：ｚｎ ７７７７＠１６３．ｃｏｍ。
通讯作者：郑凯元，２０１４年毕业于中国石油大学（华东）化学工程与技术专业，硕士，现在中国石油大庆油田水务公司水务研究设计院从事土壤修复技术研究工作。
通信地址：黑龙江省大庆市让胡路区水务研究设计院，１６３７１２。
Ｅ ｍａｉｌ：３５５００７１８６＠ｑｑ．ｃｏｍ。
活化过硫酸钠预氧化微生物降解联合修复石油烃污染土壤许成君 王芳 田佩婷 郑凯元 李宝 龚键（中国石油大庆油田水务公司）摘 要 为探究化学氧化法与微生物法联合修复技术在石油污染土壤修复中应用的可行性，文章采用联合修复实验，以过硫酸钠／过氧化钙为氧化剂，氧化预处理后联合生物修复，研究了修复过程中土壤石油烃含量、ｐＨ值、微生物数量以及石油烃分子分布的变化规律，比较了联合修复技术与单一生物修复对石油烃污染土壤修复效果的影响。
实验结果表明，在过硫酸钠投加量０．３ｍｍｏｌ／ｇ，狀（Ｎａ２Ｓ２Ｏ８） 狀（ＣａＯ２） 狀（ＦｅＳＯ４） 狀（柠檬酸）为５ ５ １ １条件下，石油烃（Ｃ１０～Ｃ４０）降解率为２４．４１％，其中Ｃ１０～Ｃ２５组分石油烃的降解率为－６．８２％，Ｃ２６～Ｃ４０组分石油烃降解率为３１．３４％，氧化预处理后土壤添加石油烃降解菌进行生物修复，经联合修复后土壤中石油烃降解率可达８５．１３％，比直接进行生物降解的土壤，生物降解率提高了３９．６６％。
修复后土壤的ｐＨ值由９．３１降至７．２１，土壤性质得到了改良。
研究结果证明过硫酸钠／过氧化钙联合微生物修复对降解土壤中石油烃污染具有可行性。
关键词 石油烃；土壤修复；微生物；过硫酸钠；过氧化钙ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ ３１５８．２０２３．０４．００５ 文章编号：１００５ ３１５８（２０２３）０４ ００２０ ０５犚犲犿犲犱犻犪狋犻狅狀狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿犎狔犱狉狅犮犪狉犫狅狀犆狅狀狋犪犿犻狀犪狋犲犱犛狅犻犾犫狔犃犮狋犻狏犪狋犲犱犛狅犱犻狌犿犘犲狉狊狌犾犳犪狋犲／犆犪犾犮犻狌犿犘犲狉狅狓犻犱犲犆狅犿犫犻狀犲犱狑犻狋犺犕犻犮狉狅犫犻犪犾ＸｕＣｈｅｎｇｊｕｎ ＷａｎｇＦａｎｇ ＴｉａｎＰｅｉｔｉｎｇ ＺｈｅｎｇＫａｉｙｕａｎ ＬｉＢａｏ ＧｏｎｇＪｉａｎ（犠犪狋犲狉犛犲狉狏犻犮犲犆狅犿狆犪狀狔，犇犪狇犻狀犵犗犻犾 犲犾犱狅犳犆犖犘犆）犃犅犛犜犚犃犆犜 Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｍｂｉｎｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒｔｈｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ，ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｃｏｍｂｉｎｅｄｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｕｓｉｎｇｓｏｄｉｕｍｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ／ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅａｓｔｈｅｏｘｉｄａｎｔｆｏｒｏｘｉｄａｔｉｖｅｐｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｉｎｓｏｉｌｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ，ｐＨ，ｍｉｃｒｏｂｉａｌｑｕａｎｔｉｔｙ，ａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｓｉｎｇｌｅｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆａｄｄｉｎｇ０．３ｍｍｏｌ／ｇｏｆｓｏｄｉｕｍｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ，狀（Ｎａ２Ｓ２Ｏ８） 狀（ＣａＯ２） 狀（ＦｅＳＯ４） 狀（ｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ）ｗａｓ５ ５ １ １，ｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（Ｃ１０ｔｏＣ４０）ｗａｓ２４．４１％，ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆＣ１０ｔｏＣ２５ｆｒａｃｔｉｏｎｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｂｅｉｎｇ－６．８２％ａｎｄｔｈａｔｏｆＣ２６ｔｏＣ４０ｆｒａｃｔｉｏｎｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｂｅｉｎｇ３１．３４％．Ａｆｔｅｒｏｘｉｄａｔｉｖｅｐｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｏｉｌｗａｓｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄｗｉｔｈｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｄｅｇｒａｄｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｆｏｒｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｃｈｉｅｖｅｄａｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｕｐｔｏ８５．１３％，ｗｈｉｃｈｗａｓ３９．６６％ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｓｏｉｌｔｒｅａｔｅｄｂｙｓｉｎｇｌｅｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ．ＴｈｅｐＨｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｅｄｓｏｉｌｄｅｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ９．３１ｔｏ７．２１，ａｎｄｔｈｅｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｏｄｉｕｍｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ／ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ·０２· 油 气 田 环 境 保 护 ２０２３年８月 ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＯＦＯＩＬ＆ＧＡＳＦＩＥＬＤＳ Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．４ ａｎｄｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌ．犓犈犢犠犗犚犇犛 ｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ｓｏｉｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ；ｓｏｄｉｕｍｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ；ｃａｌｃｉｕｍｐｅｒｏｘｉｄｅ０ 引 言随着石油工业的迅速发展，在石油开采、原油储运、化工炼制的过程中，不可避免地会发生石油遗洒或泄漏现象，造成土壤污染，土壤污染治理难度大、周期长。
过硫酸盐活化技术降解污染物的研究进展
过硫酸盐活化技术降解污染物的研究进展徐文思;彭伟;张星;李晨旭;刘杰【摘要】We briefly introduce physical and chemical properties of persulfate(PS),and emphasize the PS ac-tivation technology,including transition metal ions activation,transition metal activation,carbon activation,and thermal activation,etc.Meanwhile,we summarize the activation mechanism and the application of activated PS in the degradation of organic matter,and propose the main research directions and the technical improvement di-rections of PS activation technology in the future.%简单介绍了过硫酸盐的物理和化学性质,重点介绍了过硫酸盐的活化技术,如过渡金属离子活化、过渡金属活化、碳活化、热活化等,并对活化机理及活化过硫酸盐在有机物降解中的应用进行了简述,提出了过硫酸盐活化技术未来的主要研究方向以及技术改进方向.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2018(035)006【总页数】5页(P14-18)【关键词】过硫酸盐;硫酸根自由基;活化;污染物;过渡金属【作者】徐文思;彭伟;张星;李晨旭;刘杰【作者单位】陆军勤务学院军事设施系,重庆 401331;陆军勤务学院军事设施系,重庆 401331;陆军勤务学院军事设施系,重庆 401331;陆军勤务学院军事设施系,重庆401331;陆军勤务学院军事设施系,重庆 401331【正文语种】中文【中图分类】X703.1无处不在的无机物和有机物导致的全球污染越来越严重，致使全球约超过25%的人口遭受水污染带来的健康和卫生问题[1]，尤其是在人类发展指数(HDI)较低的许多非洲和亚洲国家，地表水和地下水的污染直接导致缺水。
活化过硫酸盐氧化法修复有机污染土壤的研究进展
活化过硫酸盐氧化法修复有机污染土壤的研究进展摘要：过硫酸盐在不同活化因子的作用下可产生具有强氧化性的硫酸根自由基（SO4–·），能氧化分解众多的有机化合物，同时因其具有的氧化能力强、反应速度快及应用范围广等特点，近年来在环境污染治理领域备受关注。
本文在对活化过硫酸盐氧化机理分析的基础上，综述了国内外利用过渡金属离子、氧化剂、热、强碱及联合活化等多种方式活化过硫酸盐修复有机物污染土壤的研究现状，并对活化过硫酸盐修复污染土壤的影响因素如氧化剂的添加量及添加方式、初始pH 和反应时间进行了综述。
此外，对活化过硫酸盐氧化法与电动修复、微生物修复、表面活性剂洗脱、固化稳定化等技术在土壤修复中的联合应用同样进行了的阐述。
最后提出了活化过硫酸盐应用于土壤修复领域存在的问题，并对今后的研究方向进行了展望。
关键词：过硫酸盐；氧化；活化；自由基；修复；有机污染物随着城市的现代化及经济的高速发展，城市布局和结构有了很大的调整，众多企业和工厂的搬迁、关停等产生的污染场地在二次开发和再利用的过程中，遗留的土壤污染问题犹如一颗“定时炸弹”，对生态环境及人群健康造成威胁。
如何有效解决遗留污染场地的污染土壤问题现已迫在眉睫，国内外众多学者对这一问题展开了不断的探索。
有机污染土壤的修复方法有原位修复和异位修复两种。
其中，原位化学氧化是将化学氧化剂加入污染原位区域，污染物由于氧化剂的强氧化性而被分解转化为小分子无害物质的方法，该方法因其氧化范围宽、降解效率高、修复周期短等特点成为环境领域的研究热点。
近年来，化学氧化技术已经在有机污染土壤的应用方面取得了较大进展，呈现出显著的修复效果。
选择合适的氧化剂是决定土壤修复效率的关键因素之一，氧化剂要求不仅氧化性强，而且本身及氧化产物对环境危害小。
目前应用于有机污染物降解的化学氧化剂包括Fenton 试剂、O3、高锰酸钾、活化过硫酸盐等。
高锰酸钾（氧化还原电位E0 =1.68V）性质稳定，易与含π 键的有机物反应，但本身容易被土壤中的天然有机质所消耗，同时产生的二氧化锰沉淀影响氧化剂在空隙中的传递，且存在污染地下水的风险；同样具有环境友好性的Fenton 试剂氧化范围宽、反应速度快，但羟基自由基产量不稳定，且易与土壤组分选择性剧烈反应，限制了自由基与污染物接触氧化的机会，同时对环境pH 范围要求较窄；臭氧（氧化还原电位E0 =2.07V）及其形成的自由基氧化能力较强，且二次污染小，但由于其为气态，纵向传输距离短，易受到传质和溶解性的限制而影响修复效果[6]。
有机污染土壤化学氧化修复技术综述
摘要：总结了目前有机污染土壤修复常用的氧化药剂，且从技术适用范围、药剂投加方式和设备分别描述了污染土壤原位和异位修复技术的异同，为污染土壤化学氧化技术的优化工程实施提供参考。
关键词：污染土壤；有机污染；化学氧化；原位；异位引言随着我国工业化和城市化进程的加快以及农用化学物质种类、数量的增加，国内土壤和地下水污染问题日益严重，污染程度不断加深，由此造成的健康与环境生态问题引起广泛关注。
有机污染场地类型主要包括焦化类场地、农药类场地、染料类场地、煤制气类场地及加油站类场地等，主要污染物为苯系物、石油烃、卤代烃及PAHs 等。
有机污染土壤修复技术主要包括热脱附[3-4]、水泥窑焚烧[5-6]、化学氧化[7-8]及生物修复[9]等。
有机污染土壤化学氧化技术是近年来发展起来的较为成熟和成功的修复技术，在国内外有大量成功的工程应用案例，是一种高效且成本适中的污染土壤和地下水修复技术。
1土壤中有机污染种类和来源土壤中的有机污染物可分为挥发性有机污染物和半挥发性有机污染物两类。
常见的挥发性有机污染物有汽油、苯、甲苯及二甲苯等，有机磷农药、有机氯农药、石油烃、多环芳烃及多氯联苯等都是土壤中常见的半挥发性有机污染物。
2化学氧化药剂有机污染土壤化学氧化技术是指向污染土壤添加氧化剂，通过氧化作用，使土壤中的污染物达到修复目标值的过程。
常用的化学氧化药剂包括高锰酸钾、芬顿试剂、臭氧以及过硫酸盐等[10]。
高锰酸钾主要通过直接氧化的方式降解有机污染污染物，其氧化还原电位为1.70V ，反应受pH 影响较小，作为固体，它的运输和存储较为方便，而且它在水中的溶解度高，可通过水溶液的形式导入土壤的受污染区，适宜的浓度一般为0.1%~2%，通常不超过4%[11]。
芬顿试剂是在过氧化氢的基础上发展而成的一种更为有效的氧化剂。
它主要是通过亚铁离子与过氧化氢反应生成氢氧自由基来降解有机污染物的。
氢氧自由基的氧化还原电位为2.8V ，氧化能力强，且适用范围广。
新型过硫酸盐活化技术降解有机污染物的研究进展
过硫酸钠氧化技术修复PAHs污染土壤的案例分析
引言近些年来，随着工业资源过度开发利用（包括制造、采矿、电力燃气、干洗等等）、污染大量排放等因素导致土壤污染日益严重。
土壤中污染物可分为两大类：有机污染和无机污染。
其中，有机污染物主要包括挥发性有机物（VOCs）、半挥发性有机物（SVOCs）和总石油烃（TPHs）。
多环芳烃类（PAHs）是一类具有“三致”（致癌、致畸、致突变）性、难降解性、生物富集性及广泛分布性的半挥发性有机污染物。
尽管火山活动、森林火灾等自然因素会产生PAHs，但其主要来源于人类的生产和生活中，如炼焦、炼钢等工业活动、汽车等交通工具的尾气排放等。
当场地土壤中存在PAHs污染物超标，会对人类健康产生严重威胁。
因此，治理修复PAHs污染土壤的工作势在必行。
PAHs土壤污染修复技术有很多种，主要有化学修复、生物修复、物理修复三大类。
目前，很多实验室研究植物修复技术，并且该技术已在很多地方建立了相应的修复示范基地、示范区或者试验区[1]。
但是，植物修复技术的应用会因其修复深度浅、修复周期长的缺陷而在实际应用中受到限制。
考虑到经济、周期、二次污染、社会等多方面因素，高级氧化技术是目前治理PAHs污染土壤修复工程中的常用技术，常用氧化试剂有芬顿、高锰酸钾、过硫酸盐。
目前工程中应用较多的高级氧化剂是加入螯合剂改良后的芬顿试剂，这克服了传统的芬顿试剂氧化法对pH值要求高、对土壤生态危害较大的缺陷。
高锰酸钾因具有较强的氧化性、稳定的化学性，在治理PAHs污染土壤中应用也较为广泛，但其去除效果与污染物结构、反应介质等因素有关。
过硫酸盐高级氧化法是在一定条件下可分解产生活性物质过硫酸根自由基，并通过活化剂促进过硫酸钠产生高浓度过硫酸根自由基，从而提高对污染物的去除效果。
过硫酸盐氧化法具有稳定性好、pH 适用范围广、绿色环保，且氧化过程中生成的硫酸根在土壤环境中存留较久时间的优点，虽然该法在国外工程中应用较广泛，但因其所需能耗高，不适合应用于大范围的土壤修复治理，目前在国内的研究中，过硫酸盐氧化技术仅限于实验室研究阶段[2]。
BTEX污染环境的修复机理与技术研究进展
BTEX污染环境的修复机理与技术研究进展生态学杂志ChineseJournalofEcology2009,28(2):329-334BTEX污染环境的修复机理与技术研究进展术王萍周启星一(南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室,天津300071;中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院陆地生态过程重点实验室,沈阳110016)摘要BTEX(苯系物)广泛存在于地表水,土壤和沉积物,地下水以及大气等环境介质中,并对相应的生态系统和人体健康产生日益严重的危害,修复被BTEX污染的环境势在必行.本文从地表水,土壤和沉积物,地下水和大气等方面,阐述了近年来国内外BTEX污染环境的修复进展情况,概述了所采用的各种修复技术,探讨了今后BTEX污染环境修复的研究重点.关键词BTEX;优先污染物;污染环境;人体健康;生态修复中图分类号X171.5文献标识码A文章编号1000—4890(2009)02—0329—06 ResearchadvancesonremediationmechanismsandtechnologiesofBTEX-contaminated environment.WANGPing,ZHOUQi—xing(KeyLaboratoryofPollutionProcessesandEnvi—ronmentalCriteriaatMinistryofEducation,CollegeofEnvironmentalScienceandEngineer ing,NankaiUnive~ity,Tianjin300071,China;KeyLaboratoryofTerrestrialEcologicalProcess, In—stituteofAppliedEcology,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China).ChineseJournalofEcology,2009,28(2):329—334.Abstract:BTEX,includingbenzene,toluene,ethylbenzeneandxylene,hasawidedistributio nintheenvironment,e.g.,surfacewater,soil,sediment,groundwater,andatmosphere,and cangenerallyresultinseriousadve~eeffectsoncorrespondingecosystemsandhumanhealth. ItisimperativetoremedyBTEX—contaminatedenvironment.Inthispaper,therecentresearchad—vancesonremediationofBTEX..contaminatedenvironmentbothathomeandabroadwerere ..viewedfromtheaspectsofsurfacewater,soil,sediment,groundwater,andatmosphere,anda varietyofcorrespondingremediationtechnologiesweresummarized.Thefutureemphaseso ftheresearchonremediationofBTEX.contaminatedenvironmentwerealsosuggested. Keywords:BTEX;prioritypollutant;contaminatedenvironment;humanhealth;ecological remediation.BTEX(苯系物)是一类易挥发的单环芳香烃化合物,包括苯(benzene),甲苯(toluene),乙苯(ethy1.benzene)和二甲苯(xylene),主要存在于原油和石油产品中,同时作为工业原料广泛应用于农药,塑料和纤维合成等行业中.由于BTEX本身具有致癌性和致突变性,即使是在很低的浓度下也会产生生物毒性,所以这类化合物已经成为环境关注的焦点(Wang&Bartha,1994).很多国家都将BTEX列为优先控制污染物(Xueta1.,2003),我国也将苯,甲国家高技术研究发展计划项目(2007AA061201)和高等学校科技创新工程重大项目培育资金资助项目(707011).}{通讯作者E-mail:********************收稿日期:2008-06?10接受日期:2008—10.16苯,乙苯,对二甲苯,间二甲苯,邻二甲苯等6种苯系物列入我国水环境优先控制污染物"黑名单"中(周文敏等,1990).资料显示,BTEX在地表水,土壤和沉积物,地下水以及大气等环境介质中分布很广,在生物体内也有一定的残留和积累(范亚维和周启星,2008).特别是近年来,随着我国工农业生产的迅速发展,这类化合物进入环境中的数量急剧增加, 其对环境的影响越来越受到人们的重视,相关的一些研究工作也得到了开展.为了推动我国对BTEX 污染环境的修复和相关法规的制定,本文对近年来国内外关于BTEX污染环境的修复机理以及各种修复方法,技术的研究进行总结,并对以后的修复工作330生态学杂志第28卷第2期进行了展望.1BTEX污染地表水的修复地表水中的BTEX主要来自化工厂的废水排放以及石油化工产品的泄露.尽管当前一些发达国家已经在法规法律方面提出了严格的BTEX污染地表水的修复标准,以防止对人体健康的危害,但是目前有关土着微生物对BTEX污染地表水的修复及其修复能力的报道很少.资料显示,生物修复可能是BTEX污染地表水的一种有效的修复方法(Dawson eta1.,2008).闻岳等(2006a,2006b)采用水解酸化-好氧生物法和水解酸化.缺氧生物法处理油田含油废水.在用水解酸化.好氧生物法处理含油废水时,甲基苯的进水浓度是0.335mg?L～,水解酸化出水浓度是0.234mg?L～,好氧出水浓度则只有0.065mg?L～.间二甲基苯的进水浓度是1.074mg?L～,经水解酸化段处理后浓度显着降低并未达到检出限.邻二甲基苯的进水浓度是0.323mgL～,相似地,经水解酸化后浓度显着降低并未达到检出限.在用水解酸化一缺氧生物法处理含油废水时,甲基苯的进水浓度也是0.335mg?L～,水解酸化出水浓度也是0.234mg?L～,而缺氧出水浓度是0.119mg?L一,相对于好氧出水浓度较高.间二甲基苯和邻二甲基苯与水解酸化.好氧生物法相似,经水解酸化段处理后浓度显着降低并未达到检出限.由此可见,水解酸化一好氧生物法和水解酸化一缺氧生物法均可以很好地降解甲基苯,间二甲基苯和邻二甲基苯,其中间二甲基苯和邻二甲基苯的去除效果尤佳.生物修复也是去除突发性河流水体中BTEX污染的行之有效的方法.化工企业因某种原因发生事故,导致化工原料,中间体等大量排出,如不及时处理河道,将严重威胁水资源的安全(郭培章和宋群, 2000).例如,2005年的松花江污染事件,造成大量苯类物质进入水体,引发重大水环境污染事件.目前,污染物进入河流水体后,常用的处理方法有:根据污染物处理的物理化学方法,向河水中投加相应的化学药物,使其形成稳定无害的物质(高廷耀, 1989).但对工业常用的BTEX则无很好的处置方法.赵同强等(2006)根据生物膜的吸附量降解机理,利用一种人造合成纤维,通过加工,形成一蜂窝状的纤维填料单元,从而具有均匀而合理的微孔结构,可以达到289m?m-3的巨大表面积,同时在纤维床单元下配备曝气系统.一方面,纤维床的巨大表面积和纤维的特性可以对BTEX污染物进行吸附,从而降低河流水体中的BTEX含量;另一方面,纤维床单元的巨大表面积可为微生物的附着和繁殖提供载体基,利用间歇曝气方式,使生物膜在好氧环境和厌氧环境下对BTEX进行生物降解.研究表明,当水中加入BTEX在50～100mg?L时,在24h内,水中BTEX可降至5mg?L一以下.当tE(以反应器总容积计算的空柱停留时间)从12min减小到8min,BTEX的去除率可达90%以上,可有效地处理突发性河水中的BTEX.在厌氧生物降解中,加入NOr,Mn(IV),Fe(m),SO和CO等作为电子受体存在时,苯系物均可能发生厌氧生物降解(Kazumieta1.,1997).李本玉等(2006)利用缺氧反硝化处理BTEX,得出在缺氧降解条件下,可能存在厌氧降解过程,而且厌氧降解和缺氧降解可能同步进行,实验表明,BTEX经60h厌氧降解后,平均生物降解速率大小为:甲苯>对二甲苯>苯>间二甲苯>乙苯>邻二甲苯. Barbaro等(1992)在Borden含水层(加拿大的安大略湖)进行为期100～300d的自然坡度注射实验和452d的实验室微观实验,来估计厌氧反硝化条件下汽油中BTEX的生物转化.实验表明,经过环境适应性阶段后,在存在NO;的情况下,甲苯在实验室和现场都相对较快地生物转化(降低到100g?L.),二甲苯的异构体和乙苯也降到较低的浓度,而苯降解很少.由此可以看出,反硝化细菌在NO;存在下比较活跃,但将NO;作为电子受体应用在含水层中BTEX的去除仍需进一步研究.Mester和Kosson(1996)对含甲苯的地下水进行缺氧反硝化处理,采用UASB工艺流程,同时对尾气采用回收分析.通过接种缺氧反硝化污泥,当甲苯和硝酸盐的比率为1:5和1:4时,甲苯的降解率为98%和90%.研究表明,环境(特别是海洋环境)中分布着许多微生物可以降解BTEX(陈美荣,2000;周海霞等, 2008).此外,一些藻类,也可以降解BTEX,例如可将萘转化为多种代谢物,能降解10%的马达油和40%的原油(夏平等,2006).人类早期工作忽视了原生动物的作用.后来发现,一些原生动物可以摄食石油,以油包碎屑或以油包菌油微滴为食,从而降低BTEX的浓度.但是,烃类的存在对原生动物并不总是有正作用,有些会降王萍等:BTEX污染环境的修复机理与技术研究进展331 低原生动物生长速率,对原生动物有毒性(黄第潘, 1991).2BTEX污染土壤和沉积物的修复由于土壤和沉积物的吸附特性,大量的BTEX残留在土壤和沉积物中并逐渐积累(Barbaroeta1., 1992;周启星等,2004).目前,污染土壤和沉积物常见的处理技术大致可归纳为6类,即微生物修复技术,化学处理技术,物理分离技术,固化/稳定化技术,高温处理技术,植物修复技术和酶学修复技术等(蓝俊康,2006).生物修复技术被认为是去除污染土壤和沉积物中挥发性有机物的有效方法(Kota, 2004).生物修复期望得到使用是因为其成本较低,而且能够降解大部分有机废物,因此,可以消除人体健康和生态环境方面的影响(Cookson,1995).然而,对于渗流区,修复方法还很少.生物通气和土壤/沉积物气相抽提这2种方法可以有效地修复渗流区中的烃类化合物(Cookson,1995).另外,还有其他一些方法可以提高渗流区中的微生物修复,包括注气法,抽取处理法,浅层含水层脱水,挖掘或去除污染土壤和沉积物到填埋场(Hutchins,1991).但是,这些方法一般都比较昂贵,而且会造成二次污染.另外,暴露污染物对人体的潜在健康危害,污染的深度和程度以及外界大量水的干扰(Rittman, 1994),均使得这些方法在通常情况下不能实际应用.原位生物修复可以解决这些缺陷.在原位生物修复中,高密度的微生物可以有效地降解土壤/沉积物中的污染物(Kota,2004).而微生物的降解能力会受到以下因素的影响,即降解烃类化合物的微生物群落的多样性(Daly,1997),随着空间和时间变化的物理化学参数,特别是营养物质(N和P)和氧的可利用性,因为其控制着污染物质的降解率(周启星等,2004).好氧和厌氧微生物可以轻易地降解大部分烃类化合物(Gibson&Subramanian,1984; Holliger,1997;Heider,1998).好氧微生物能够降解所有的BTEX,在土壤/沉积物好氧状态的自然去除中发挥着重要作用.如Schafer(2001)用于处理二甲苯,Bhupathiraju等(2002)和Conrad等(1999)用于处理年久的石油精炼厂污染土壤.Schneider等(2006)应用自然去除最优化技术处理巴西地区某个炼油厂的5块优先污染场地,验证了其技术的可行性.向污染场地中输入氧气进行BTEX的好氧生物降解是经常使用的生物修复途径.然而,好氧处理需要许多能量,尤其是在地下环境,厌氧条件和厌氧微生物通常占优势.而且在厌氧沉积物中含有大量的厌氧代谢产物,如亚铁离子和硫化物.输入氧气会和这些化合物优先反应,不利于BTEX的好氧生物降解(Lineta1.,2002).很长一段时间以来, BTEX的厌氧生物降解被认为是不可能的,直到最近十几年,才证实在氧化一还原条件下,BTEX可以被微生物降解.厌氧微生物降解BTEX具有很大的发展前景,因此,如何提高其在厌氧环境下的降解率及监测其降解过程是将来的研究方向之一.植物修复是近年来得到迅速发展的一种新兴的生物修复技术,是指利用特定的植物来稳定并修复污染土壤(Burd,1998;周启星等,2004),越来越受到人们的关注,并被认为是传统的物理化学修复方法之外的又一有效的选择.资料显示,植物修复BTEX污染土壤也是一种很好的选择(Mooreeta1., 2006).然而,有机污染物的植物修复并不适用于对植物本身有毒性或者可以通过植物挥发的污染物上,例如MTBE,BTEX和TCE等污染物(Trappeta1.,1994).于是,近年来提出了利用植物内部寄生细菌提高有机污染物植物修复的理论,是指当污染物在植物内不断改变位置时,植物内部寄生细菌能够积极地降解这些污染物(vanderLelieeta1., 2001).改进后的植物修复能够潜在地减少植物毒性,增加污染物的吸收和去除率,以及减少污染物挥发到大气中(Mooreeta1.,2006).Barac等(2004)通过将伯克霍尔德杆菌中的基因修饰过的内生植物菌株接种到其寄主植物黄羽扁豆中,实验显示,这种方法提高了植物降解甲苯的能力,降低了甲苯的植物毒性和50%一70%的植物蒸散.Moore等(2006) 从生长在BTEX污染土壤的白杨中分离出内生细菌,通过分子和生理特征分析,得出这些细菌能够提高白杨修复BTEX污染的能力.3BTEX污染地下水的修复油罐泄露及输油管线泄露现象频繁发生,导致地下水受到日益严重的污染.在美国,4O多种常见有机污染物中,BTEX被列为前9位,因为其在污染区域频繁出现(USEPA,2001).如果不采取合适的修复方法,这类有机化合物将会导致严重的污染,从而危害到农作物和生物的安全以及人类的健康.因此,研究各种去除这类污染物的方法是非常必要的(Sharmasarkareta1.,2000).332生态学杂志第28卷第2期近年来,大量研究都开始关注其中的BTEX等有害物质在地下水中的生物降解(Dawsoneta1., 2008),并且促使了各种生物修复技术的广泛应用. 例如处理工业废水的生物反应器,生物有源滤波器, 原位生物修复以及自然去除最优化等(Bergauereta1.,2005).目前,自然去除最优化等技术,已经成为修复地下水BTEX污染的重要可行的选择(Bock. elmanneta1.,2003;Heidricheta1.,2004).自然去除最优化包括一系列的污染物修复过程,总体上可以分为2种,即稀释和降解过程(Bradyeta1., 1998).稀释过程通过分散污染物使其浓度降低,这一过程包括挥发,扩散和对流转移;污染物的降解可以通过生物降解(被细菌,真菌和其他生物体降解)或者是化学反应(如氧化.还原反应,水解反应,光分解等).生物降解是地下水中石油烃类化合物最主要的降解形式,因为这类污染物在地下水中化学性质比较稳定(Schneidereta1.,2006).自然去除最优化技术用于处理BTEX污染地下水的案例已有报道.陈余道等(2004)研究了汽油污染含水层中芳香烃的自然去除,结果表明,污染含水层中BTEX各溶解组分均能够被自然去除.其中,甲苯自然衰减的速率系数为0.0575～0.1504d一,二甲苯为0.0683～0.1046d～,乙苯约0.0478d一,苯为0.0178～0.040d～.甲苯与二甲苯容易被去除,而苯则需要较长时间.尽管自然去除最优化技术能够较好地修复BTEX污染的地下水(Kumataeta1.,2000),但是,仍然存在一些特殊情况不宜采用自然去除技术.例如,在某些地方,地下水的流速很慢,生物降解过程会受到地下水提供的电子接受体或降解中间产物的抑制(NationalResearchCouncil,1993).而且,自然去除技术去除苯的效率很低,而苯是BTEX中毒性最大的.由于这些限制,在污染场地构建一些条件来提高自然去除过程的效率是非常必要的.一种方法是在含水层中加入额外的电子接受体,通常是以水溶液的形式.例如,在污染地下水中加入硝酸盐作为电子接受体可以提高生物降解的能力,而且能够部分或者全部去除BTEX(Barbaroeta1.,1992).另外,在石油污染的含水层中加入硫酸盐,也可以提高苯的厌氧生物降解(Anderson&Lovely,2000). 但是,单独加入一种电子接受体可能会选择性地降解BTEX中的某些化合物.而且从工程角度来看,加入到水溶液中的电子接受体有实际浓度的限制. 因此,与加入单一的电子接受体相比,加入2种或2 种以上的电子接受体可能有以下优点:1)增加电子接受体的总容量;2)提高BTEX降解的能力(Cun.ninghameta1.,2001).Cunningham等(2001)将硝酸盐和硫酸盐作为电子接受体混合加入BTEX污染的地下水中,研究表明,电子接受体的总容量增加, BTEX中所有化合物都可以降解,而且苯的降解能力也得到很大的提高.资料显示,污染地下水的修复方法还有注气法,原位微生物修复技术,两相蒸气提取法,原位氧化法和原位反应强化技术等(蓝俊康,2006).4BTEX污染大气的修复许多装饰材料中均含有大量的苯系物,当人体吸人这些物质后,就会产生一些不适的影响,尤其是对中枢神经系统及血液系统具有毒害作用.李志林和马翔(2007)研究了太原市的室内空气中的苯系物污染情况.研究发现,苯系物污染程度较为严重, 苯,甲苯,二甲苯中苯污染相对较轻,甲苯次之,二甲苯最为严重.超过1/2以上的房间二甲苯达不到规定要求,严重的甚至超标23倍以上,最高超标达34 倍.其中,BTEX中的苯和甲苯是重要的气相污染物,苯能刺激呼吸系统,还能损伤造血系统,引起白血病,甲苯能刺激皮肤和粘膜组织,损害神经系统, 长期接触有引起膀胱癌的可能(赵力,2006).对于室内空气中的苯系物污染可以从其源头来解决,如在工程中采用符合国家标准的和污染少的装饰装修材料,另外在室内养些花卉植物减少空气中的BTEX污染.吸附技术是目前去除室内BTEX污染最常用的控制技术.常用的吸附剂有颗粒活性碳,活性碳纤维,沸石,分子筛,多孔粘土矿石,活性氧化铝和硅胶等,其中以颗粒活性碳最为常用(V anos—dell,1996).近些年已逐渐研制出各种新型的活性炭,如蜂窝状活性炭,球状活性炭,活性炭纤维(ACF)和新型活性炭等(龚圣等,2004).其中,ACF由于吸附容量大,吸附速度快等优越的性能,备受人们关注.还有研究显示,放电等离子体去除挥发性有机化合物也是应用前景非常广阔的新兴技术(Oda,2003).魏长宽等(2008)研究用放电等离子体处理空气中的苯,甲苯和对二甲苯过程中,去除效率随反应器电压的升高而增大.5展望对于BTEX此类有机化合物污染环境的修复,王萍等:BTEX污染环境的修复机理与技术研究进展333 今后需在以下几个方面进行重点研究:1)生物修复中厌氧生物降解机理及其强化技术的研究.厌氧生物降解与好氧生物降解相比有许多优势,如何将厌氧生物降解理论和相关工艺应用到环境中BTEX的降解中,并监测其降解过程是今后的研究重点.2)生物修复,植物根际微生物修复以及相关条件的优化.利用微生物可以有效地降解BTEX,在今后的研究中应着重在4个方面开展研究:①努力发现和驯化在不同条件,不同影响因素下高效降解BTEX的菌株;②利用基因工程的方法,进行基因操作,构建新菌株,以扩大菌种的底物利用范围和降解效率;③采用适合的固定化材料,固定菌种(钱城等,2003);④改善微生物的周围环境,例如加入适量的电子接受体或营养物质等.3)生物一化学联合修复,微生物一植物联合修复特别是生态修复技术的研究.由于一种技术很难完全修复BTEX污染场地和区域,将不同的处理技术结合起来可能成为十分有效的修复方法(周启星等,2006).4)结合BTEX污染环境修复开展相应修复基准的研究.在近期,开展我国水环境BTEX污染的修复基准研究,地表水以我国松花江,长江和珠江等水生态系统为主要研究对象,以辽河,黄河,太湖和青海湖等为对照,以我国渤海湾近海海水和上海市市区(南方点),天津市市区(北方点)污染地下水为参照,分析各水生生态系统结构特征,选取合适的受试生物开展生态毒理学试验研究,在科学合理的试验基础上,用数学模型,统计学等工具推算出受污染水生生态系统的修复基准限值;同时探讨,构建适合我国环境实际的污染水体修复基准研究方法的初步框架,为从国家层面上开展我国污染水环境修复基准的系统研究,构建我国污染水环境修复基准研究的方法体系打下基础,为制定我国污染水环境修复标准提供科学依据和数据资料.参考文献陈美荣.2000.石油化工工业废水处理工艺研究.环境保护科学,26(1):16—18.陈余道,朱义年,蒋亚萍,等.2004.汽油污染含水层中芳香烃的自然去除与生物降解特征.地球化学,33(5):515-520.范亚维,周启星.2008.BTEX的环境行为与生态毒理.生态学杂志,27(4):1-7.高廷耀.1989.水污染控制工程.北京:高等教育出版社.龚圣,黄肖容,隋贤栋.2004.室内空气净化技术.环境污染治理技术与设备,5(4):55—57,69.?郭培章,宋群.2000.中外流域综合治理开发案例分析.黄第潘.1991.阿拉斯加RM石油微生物.北京:石油工业出版社.蓝俊康.2006.污染场地修复技术的种类.四川环境,25 (3):90-100.李本玉,周海,李春龙,等.2006.利用缺氧反硝化处理难降解有机物的探讨.四川环境,25(6):71—74.李志林,马翔.2007.室内空气中苯系物污染现状分析及对策.山西科技,(4):109—120.钱城,田沈,杨秀山,等.2003.焦化废水的微生物降解研究进展.上海环境科学,22(2):129—131.魏长宽,李靖,朱天乐,等.2008.能量注入对放电等离子体去除气相苯系物的影响.环境工程学报,2(2):239-242.闻岳,黄翔峰,裘湛,等.2006a.水解酸化一好氧法处理油田废水机理研究.环境科学,27(7):1362—1368.闻岳,黄翔蜂,裘湛,等.2006b.水解酸化一缺氧生物法处理油田废水的机理.中国环境科学,26(3):288-292.夏平,李学亚,刘斌.2006.石油污染的生物修复.污染防治技术,19(3):37—40.赵力.2006.Fe/TiO:光催化降解苯系物的研究.南通大学学报(自然科学版),5(2):44—46.赵同强,张风娥,何又庆,等.2006.缓释曝气生物膜处理突发性河水中的苯,甲苯,乙苯和二甲苯.化工进展,25(10):1273—1240.周海霞,单爱琴,王莉淋,等.2008.石油降解菌的筛选乃其降解效率的研究.环境科学与技术,31(10):56—58.周启星,宋玉芳,魏树和,等.2004.污染土壤修复原理与周启星,魏树和,张倩茹,等.2006.生态修复.北京:中国环境科学出版社.周文敏,傅德黔,孙宗光.1990.水中优先控制污染物黑名单.中国环境监测,6(4):1—3.AndersonRT,LovelyDR.2000.Anaerobicbioremediationof benzeneundersulfate--reducingconditioninapetroleum-- contaminatedaqui~r.EnvironmentalScience&Technolo- gy,34:2261-2266.BaracT,TaghaviT,BorremansB,eta1.2004.Engineeredell—doph~icbacteriaimprovephytoremediationofwater—soluble volatileorganicpollutants.Biotechnology.22:583—588. BarbaroJR,BarkerJF,LemonLA,eta1.1992.Biotransforma—tionofBTEXunderanaerobicdenitfifyingconditions:Field andlaboratoryobservations.JournalofContaminantHy- drology,11:245—272.BergauerP,FonteynePA,NolardN.eta1.2005.Biodegrada. tionofphenolandpheno1..relatedcompoundsbypsychro.. philicandcold-tolerantalpineyeasts.Chemosphere,59: 909—918.BhupathirajuVK,KrauterP,HolmanHYN,eta1.2002.As—sessmentofinsitubioremediationatarefinerywaste--con-- taminatedsiteandaviationgasolinecontaminatedsite.B/o—degradation,13:79—90.BockelmannA,ZamfirescuD,PtakT,eta1.2003.Ouantifica—tionofmassfluxesandnaturalattenuationratesatanindus. alsitewi￡halimitedmonitoringnetwork:Acasestudy.334生态学杂志第28卷第2期JournalofContaminantHydrology,60:97-121.BradyPV,BradyMV,SjOrBSD.1998.NaturalAttenuationCERCLA.RBCA'sandtheFutureofEnvironmentalRe—mediation.NcwY ork:LewisPublishers.BurdGI.1998.Aplantgrowth—promotingbacteriumthatde- creasesnickeltoxicityinseedlings.AppliedandEnviron. mentalMicrobiology,64:3663—3668.ConradME,TempletonAS.DaleyPF.eta1.1999.Seasonally. inducedfluctuationsinmicrobialproductionandconsump. tionofmethaneduringbioremediationofagedsunsurface refinerycontamination.EnvironmentalScience&Technolo一,33:4o61—4o68.CooksonJT.1995.BioremediationEngineering:Designand Application.NewY ork:McGrawHillInc.CunninghamJA,RahmeH.HopkinsGD.eta1.2001.En. hancedinsitubioremediationofBTEX.contaminated groundwaterbycombinedinjectionofnitrateandsulfate. EnvironmentalScience&Technology.35:1663—1670. DalyK,DixonAC,SwannellRPJ,eta1.1997.Diversityaro. matichydrocarbon..degradingbacteriaandtheirmeta..cleav.. agegroup.JournalofAppliedMicrobiology,83:421-429. DawsonJJC,IroegbuCO,MacielH,eta1.2008.Application ofluminescentbiosensorsformonitoringthedegradation andtoxicityofBTEXcompoundsiflsoils.JournalofAD. pliedMicrobiology,1o4:141—151.GibsonDT.SubramanianV.1984.MicrobialDegradationof OrganicHydrocarbons.NewY ork:MarcelDekker.HeiderJ,SpormannAM,BellerHR,eta1.1998.Anaerobic bacterialmetabolismofhydrocarbons.FEMSMicrobiology Reviews.22:459—473.HeidrichS.WeissH.KaschlA.2oo4.AttenuationreactionsinamultiplecontaminatedaquiferinBitterfeld.Environmen—talPfion.129:277—288.HolligerC.GaspardS,GlodG,eta1.1997.Contaminateden—vironmentsinthesubsurfaceandbioremediation:Organic contaminants.FEMSMicrobiologyReviews.20:517—523. HutchinsSR,DownsWC,WilsonJT.eta1.1991.Effectsof nitrateonbioremediationoffuelcontaminatedaquifer:Field demonstration.Groundr.29:571—580.KazumiJ.CaldwellME,SuflitaJM,ea1.1997.Anaerobic degradationofbenzeneindiverseanoxicenvironments.En—vironmentalScience&Technology,37:813—818. KotaS,BarlazMA,BordenRC.2004.Spatialheterogeneityof microbialandgeoehemicalparametersingasolinecontami—natedaquifers.PracticePeriodical0厂Hazardous,Toxic. andRadioactive耽steManagement.8:105一ll8. KumataH.SanadaY.TakadaH.eta1.20oO.Historicaltrends0fN?cyclohexyl-2一benzothiazolamine.2-(4-Morpholiny1) benzothiazole.andotheranthropogeniccontaminantsinthe urbanreservoirsedimentcore.EnvironmentalScience& Technology,34:246—253.LinB.vanV erseveldHW.RSlingWFM.2002.Microbialas- pectsofanaerobicBTEXdegradation.BiomedicalandEn- vironmentalScience.15:130—144.MesterKG.KossonDS.1996.Anaerobicbiodegradationofto1. ueneunderdenitrifyingconditionsincontaminatedground—waterandsoil.JournalofHazardousMaterials,45:219-232.MooreFP,BaracT,BorremansB,eta1.2006.Endophytic bacterialdiversityinpoplartreesgrowingonaBTEX--con-. taminatedsite:Thecharacterisationofisolateswithpoten.tialtoenhancephytoremediation.SystematicandApplied Microbiology.29:539—556. NationalResearchCouncil.1993.InSituBioremediation: WhenDoesItWork?Washington.DC:NationalAcademy Press.OdaT.2003.Non—thermalplasmaprocessingforenvironmental protection:DecompositionofdiluteVOCsinair.Electrost.57:293—3l1.RittmanBE,SeagrenE,WrennBA,eta1.1994.InSituBiore- mediation.NewJersey:NoyesPublications.SchaferW.20o1.Predictingnaturalattenuationofxylenein groundwaterusinganumericalmode1.JournalofContami—nantHydrology.52:57—83.SchneiderRP,MoranoSC,GigenaMAC,eta1.2006.Contam. inationlevelsandpreliminaryassessmentofthetechnical feasibilityofemployingnaturalattenuationin5priorityare—asofPresidenteBernardesRefineryinCubat~o.S百oPaulo. Brazil.EnvironmentalMonitoringandAssessment,116: 21—52.SharmasarkarS,JaynesWF,V anceGF.2000.BTEXsorption bymontmorilloniteorgano-clays.Water,AirandSoilPoilu—tion,119:257—273.TrappS,MeFarlaneJC,MatthiesM.1994.Modelforuptakeof xenobioticsintoplants:V alidationwithbromacilexperi—ments.EnvironmentalToxicologyandChemistryJournal,13:413—422. USEnvironmentalProtectionAgency(USEPA).2001.Revised prioritylistofhazardoussubstances.FederalRegister,56: 52165—52175.vanderLelieD,D'HaeneS,DowlingDN,eta1.2001.Meth—odforimprovingphytoremediationtreatmentofacontamina—tedmedium.Applicationnumber60/Patent andTrademarkOmee.Filingdate16Mav.2001.V anosdellDW,OwenMK,JaffeLB,eta1.1996.VOCremoval atlowcontaminantconcentrationsusinggranularactivated carbon.JournaloftheAir&Wast?。
铁基污泥炭活化过硫酸盐调理剩余污泥脱水的效能和机理研究
DOI ：10.19965/ki.iwt.2023-0220第 44 卷第 3 期2024年 3 月Vol.44 No.3Mar.，2024工业水处理Industrial Water Treatment 铁基污泥炭活化过硫酸盐调理剩余污泥脱水的效能和机理研究张静1，张彦平1，裴佳华1，贾小赛2，李一兵1，吕宁1（1.河北工业大学土木与交通学院，天津 300401； 2.天津创业环保集团股份有限公司，天津 300000）[ 摘要 ] 为了改善剩余污泥的脱水性能，采用铁基污泥炭（Iron-SBC ）活化过硫酸盐（PDS ）调理污泥。
研究了PDS 投加量、Iron-SBC 投加量、反应时间、反应温度以及初始pH 对剩余污泥脱水的影响，并分析了其机理。
结果表明：65 ℃条件下，在单位质量TSS 的PDS 投加量150 mg/g 、Iron-SBC 投加量350 mg/g ，初始pH=6.68时，经Iron-SBC/PDS 调理20 min 后，污泥毛细吸水时间、污泥比阻和泥饼含水率分别达到8.4 s 、5.4×1012 m/kg 、73.5%。
机理分析表明，调理过程中发生了氧化反应，原本紧密平整的污泥絮体和胞外聚合物被破解，结合水被释放，污泥中高亲水性的紧密型胞外聚合物（TB-EPS ）向松散型胞外聚合物（LB-EPS ）和溶解性胞外聚合物（S-EPS ）转化，对污泥脱水不利的蛋白质被氧化降解，TB-EPS 的减少和铁离子的中和作用使Zeta 电位上升；具有刚性结构的Iron-SBC 降低了泥饼的压缩系数，同时在Fe 3+絮凝作用下，污泥分形维数变大。
最终在“氧化-骨架构建”耦合作用下，剩余污泥实现了深度脱水。
［关键词］ 铁基污泥炭；过硫酸盐；污泥脱水；骨架构建体；胞外聚合物［中图分类号］ X703.1；TQ426 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1005-829X （2024）03-0142-10Study on the waste activated sludge dewatering effect and mechanismconditioned by persulfate induced with iron -based sludge biocharZHANG Jing 1，ZHANG Yanping 1，PEI Jiahua 1，JIA Xiaosai 2，LI Yibing 1，LÜ Ning 1（1.School of Civil and Transportation ，Hebei University of Technology ，Tianjin 300401，China ；2.Tianjin Chuangye Environmental Protection Group Co.， L td.， T ianjin 300000，China ）Abstract ：In order to improve the dewatering performance of waste activated sludge ，iron -based sludge biochar （Iron-SBC ） activating persulfate （PDS ） was used to treat sludge. The effects of PDS dosage ，Iron-SBC dosage ，reac⁃tion time ，reaction temperature and initial pH on waste activated sludge dewatering efficiency were studied ，and the mechanism was also analyzed. The results showed that when the temperature was 65 ℃，the dosage of PDS per unit TSS was 150 mg/g ，the dosage of Iron-SBC per unit TSS was 350 mg/g ，the initial pH was 6.68，after being condi⁃tioned by Iron-SBC/PDS for 20 minutes ，the sludge capillary water absorption time ，sludge specific resistance and sludge cake moisture content decreased to 8.4 s ，5.4×1012 m/kg and 73.5%，respectively. The mechanism analysis in⁃dicated that oxidation reaction occurred during the process. The originally tight and flat sludge flocs and extracellu⁃lar polymers were cracked and the bound water was released. The highly hydrophilic tightly bound extracellular polymeric substances （TB-EPS ） in sludge were transformed into loosely bound extracellular polymeric substances （LB -EPS ） and soluble extracellular polymeric substances （S-EPS ），and the proteins which were unfavorable to sludge dewatering were oxidized and degraded. The decrease of TB-EPS and neutralization of positive iron ions in⁃creased the Zeta potential value. Iron-SBC with rigid structure reduced the compressibility coefficient of sludgecake. At the same time ，under the flocculation of Fe 3+，the fractal dimension of sludge became larger. Under the cou⁃pling action of “oxidation-skeleton construction ”，the waste activated sludge deep dewatering was realized.［基金项目］ 河北省在读研究生创新能力培养资助项目（CXZZSS2023022）开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：工业水处理 2024-03，44（3）张静，等：铁基污泥炭活化过硫酸盐调理剩余污泥脱水的效能和机理研究Key words ：iron -based sludge biochar ；persulfate ；sludge dewatering ；skeleton construction ；extracellular polymer随着我国经济的发展和城镇化进程的加快，污水处理厂的数量与规模逐步扩大。
过硫酸盐活化高级氧化新技术
过硫酸盐活化高级氧化新技术一、本文概述随着工业化的快速发展和人口规模的不断扩大，环境问题日益凸显，特别是水体污染问题已成为全球关注的焦点。
在众多水体污染处理技术中，高级氧化技术因其高效、环保的特点而备受推崇。
过硫酸盐活化高级氧化新技术作为其中的一种重要方法，其研究和应用前景广阔。
本文旨在全面介绍过硫酸盐活化高级氧化新技术的原理、特点、应用现状以及未来发展趋势，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
通过本文的阐述，读者可以深入了解过硫酸盐活化高级氧化新技术的核心原理和技术优势，掌握其在实际应用中的操作要点和注意事项，展望其在未来环境治理中的重要作用和潜在价值。
二、过硫酸盐活化技术的基本原理过硫酸盐活化高级氧化技术是一种利用过硫酸盐（如过硫酸氢钾、过硫酸铵等）作为氧化剂，通过活化过程产生强氧化性的自由基（如硫酸根自由基，SO₄⁻⋅），从而实现对有机污染物的高效降解和矿化的技术。
其基本原理涉及过硫酸盐的活化和自由基的产生与利用两个核心步骤。
过硫酸盐的活化是这一技术的关键步骤。
活化过程可以通过物理、化学或生物方法实现，如加热、紫外线照射、过渡金属离子催化等。
在这些活化条件下，过硫酸盐中的过氧键（O-O）被断裂，生成硫酸根自由基（SO₄⁻⋅）和其他活性物种。
硫酸根自由基是一种非常强的氧化剂，其氧化还原电位（E₀）高达5-1 V，可以迅速攻击有机污染物中的不饱和键、芳香环等，从而使其发生氧化分解。
硫酸根自由基还可以通过链式反应产生其他自由基，如羟基自由基（⋅OH）和超氧自由基（O₂⁻⋅），这些自由基同样具有很强的氧化性，能够进一步提高有机污染物的降解效率。
过硫酸盐活化高级氧化技术利用活化过硫酸盐产生的强氧化性自由基，实现对有机污染物的高效降解和矿化。
这种技术具有反应速度快、氧化能力强、适用范围广等优点，在环境保护、污水处理、土壤修复等领域具有广阔的应用前景。
三、过硫酸盐活化技术的实验研究过硫酸盐活化高级氧化技术作为一种新兴的水处理技术，近年来受到了广泛的关注与研究。
污染场地修复缓释材料的组成、制备及评价方法
近年来，随着我国城市化进程的不断加剧，城市布局的调整，为改善城市环境质量，淘汰落后企业，许多工业企业逐步关停搬迁，大批污染地块涌现。
根据国家的相关要求，遗留的污染场地需进行修复治理。
目前，国内各个城市污染场地的治理工程相继开展，已逐步开展了30多个污染场地污染治理工程，主要集中在北京、江苏、湖南、山东、青海等地，有机物污染物主要包括石油烃、多环芳烃、农药以及氯代烃等;采用的地下水修复技术主要有抽出-处理、多相抽提、化学氧化、生物修复、地下水空气注射和地下水可渗透反应墙等。
地下水常用的修复技术有原位修复和异位修复，而针对污染深度大、难开挖的有机物污染场地，越来越倾向于采用原位修复技术。
原位修复技术以生物修复、化学修复为主。
原位修复技术已成功应用于地下水有机污染修复，2015年美国环保局(USEPA)超级基金修复报告统计结果显示，原位修复技术在美国超级基金地下水场地修复中的应用比例不断升高，在20122014年的地下水场地修复中的平均应用比例高达51%。
但是，原位修复也会受到影响，如反向扩散拖尾和反弹等问题。
为解决上述问题，缓/控释放技术受到了国内外研究者的广泛关注。
污染场地修复缓释材料的组成、制备及评价方法缓释材料的组成缓释材料由粘合剂、反应试剂，有时还包括缓冲试剂。
反应试剂大致可分为三种:(1)碳源(即微生物生长繁殖所需的电子供体);(2)氧源(即好氧微生物所需的电子受体);(3)氧化剂(即参与氧化还原反应)。
常见的粘合剂有:石蜡、聚合树脂、海藻酸盐、二氧化硅、壳聚糖、聚乙烯醇等。
粘合剂是释氧材料的重要组成部分，反应试剂的释放速率取决于粘合剂的性质。
石蜡是最常用的粘合剂，其溶解度低，易被疏水性污染物溶解，如氯化溶剂，因此，广泛用于氯代烃污染地下水的修复。
文献表明，27%的粘合剂采用石蜡，其余采用矿物材料，如沙子、水泥和膨润土。
反应试剂有氧化剂、释氧化合物、基质缓释剂、微生物培养基等。
常用的氧化剂有:芬顿、类芬顿、过氧化物、过硫酸盐和高锰酸盐等。
石化污染场地地下水修复治理挑战与对策
石化污染场地地下水修复治理挑战与对策0 引言随着生态文明的发展，地下水的污染治理越来越受到人们的关注。
石油化工是国家环境保护的重点领域。
面临环境污染问题，如何有效的进行治理，实现工业的绿色发展，是当前石油化工企业亟待解决的一个重要课题。
本文通过分析石油化工园区地下水修复所面临的问题与挑战，预测其发展趋势，并提出了多技术耦合的方法，旨在为我国石化行业的地下水污染治理工作提供一定的理论依据和技术支撑。
1 石油化工用地地下水治理面临的挑战石油化工企业分布分散，地理环境污染的特点和机制不明。
而地下水污染是日积月累造成的，一旦被污染，难以恢复，即便将其完全清除，也需要数十年的时间。
目前国内关于石油化工场地修复治理技术的实验研究很多，但实际应用却很少，主要集中在单一的异位治理技术上，特别是在使用中的现场治理技术。
1.1 特征污染物本文从三类污染物特征出发，对石油化工园区地下水治理的难点进行了论述。
1.1.1 非水相液体污染物非水相液态污染物和地下水不能混合。
由于其极性的原因，使得亲水修补剂难以溶入憎水性非水相液体污染物中。
此外，非水相液体污染物溶解度一般很低，严重制约了反应传质的效果，从而降低了修复的效果。
按其密度与含水量之间的关系，可将非水相污染物划分为轻质非水相液体污染物、重质非水相液体污染物两种类型。
轻质非水相液体污染物密度小，不易溶于水中，易挥发。
在泄漏初期，轻质非水相液体在自重的作用下沿重力运动，而在毛细管压力的作用下，一些轻质非水相液体会沿非饱和区横向运移。
少量的轻质非水相液体泄漏，会在土壤中形成一个相对稳定的结构，而大量的轻质非水相液体泄漏，则会在土壤中形成一个固定的残留物。
轻质非水相液体进入地下水后，会在地下聚集、扩散不仅加大了修复难度，还造成了二次污染。
由于重质非水相流体污染物的特性，使得污染治理的难度增大：①密度比水大，重力是它的主要驱动力，污染范围不受地下水流向的影响；②粘性小，容易向地下运动；③界面张力较低，易于渗透到孔隙中，或渗透到粘性土壤中；④低的溶解性，使得它的释放速度慢，释放时间长，从而扩大了受污染区域；⑤生物降解能力差，对土壤和地下水的污染持续较长。
木基衍生炭活化过硫酸盐降解污水污染物的研究进展
对木基衍生炭活化过硫酸盐能力的影响，并对木基
衍生炭催化剂的应用前景进行了展望。
（·ＯＨ） 相比，ＳＯ ·半衰期长（ ３０ ～ ４０ μｓ） ，氧化还
原电势高（ Ｅ ０ ＝ ＋ ２．５ ～ ＋ ３．１ Ｖ） 、水体 ｐＨ 适应范围
ｗｉｔｈ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｐｏｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｆｔｅｒ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ， ａｌｓｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｃａｒｂｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｉｔｈ ｒｉｃｈ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐｓ ａｆｔｅｒ ｐｙｒｏｌｙ⁃
ｓｉｓ． Ｔｈｅ ｒｉｃｈ ｐｏｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｗｏｏｄ⁃ｂａｓｅｄ ｄｅｒｉｖｅｄ ｃｈａｒｃｏａｌ ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ
ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｖｉａ ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ
ＬＵＯ Ｊｉａｌｉｎ １ ， ＬＵ Ｈａｉｑｉｎ ２ ， ＨＵＡＮＧ Ｍｅｉｌｉｎｇ ２ ， ＳＨＩ Ｊｉａｎｇｔａｏ ２ ， ＧＡＮ Ｌｕ ２∗ ， ＰＥＮＧ Ｘｕｊｉａｎ １
（１． Ｎａｎｊｉｎｇ Ｐｏｌｉｃｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００２３， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
应的活动场所，不同类型的表面都可以包含活性位
比传统污水处理方法，具有氧化能力强、反应稳定、
点。 炭在作为催化剂时，可为掺杂离子或催化反应
降解效果明显等优势，因此在水体有机污染物处理
提供丰富的活性位点，也有助于增强材料的电导率
领域有很好的应用前景
原位化学氧化技术修复苯系污染物污染场地汇报材料(2019.6.23)
二、申请立项理由
2、项目选题依据 项目位于太原市万柏林区，项目共三块宗地，总占地面积约为 59.36万
平米。该地块为原太原煤气化公司工厂区，原址建设有焦化厂、洗煤厂、煤矸 石电厂、选煤厂、仓库及煤气储配站。
该研究项目总工期计划2年，共分三个阶段，其中： （1）第一阶段：试验室阶段； （2）第二阶段：现场试验阶段； （3）第三阶段：成果及应用；
六、工作基础和科研保障条件
1、申报单位和合作单位的前期先关研究基础
申报单位与合作单位有环境岩土方面的科研基础，共同合作完成过环境岩土相 关的一些校企合作项目。合作单位负责人董晓强是太原理工大学土木工程学院副院 长，兼岩土与地下工程研究所所长，近年来主要从事与污染土的修复相关的科研课 题，在国内外期刊发表论文数十篇。
4、资金概算及来源
经费概算（万元）120
汇报完毕 谢谢家！
四、项目主要内容
1、主要研究内容
（1）开发原位高效搅拌施工工艺； （2）探究温度对常见有机污染物氧化效果的影响； （3）确定常见有机污染物达到氧化修复的浓度限值。
2、拟解决拟解决的关键科学和技术问题及主要创新点
（1）搅拌装置的升级和工艺的改进。
（2）提高化学氧化修复效率。
（3）确定氧化剂类型。
3、主要创新点
（2）表达方式： ①发明专利一个 ②省级工法一篇 ③核心期刊论文1~2篇 ④国际论文（SCI）1~2篇 ⑤开发一套原位化学氧化修复技术的工艺流程 ⑥培养两名硕士研究生
三、研究目标和预期成果
3、成果应用前景分析 本研究旨在开发一种高效而经济的原位化学氧化修复技术工艺。与传统
过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用
过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用随着工业化和城市化的快速发展，污水处理成为了一项重要的环境保护任务。
传统的污水处理方法往往无法有效地降解污染物，因此需要引入新的技术手段来提高处理效果。
过硫酸盐活化高级氧化技术作为一种新型的污水处理技术，被广泛应用于各个领域。
过硫酸盐活化高级氧化技术是以过硫酸盐作为活性氧体系的激发剂，通过产生的氢氧自由基（•OH）来降解有机污染物。
过硫酸盐在一定条件下能够分解成硫酸根离子和过硫酸根离子，后者通过电子捕获作用而产生•OH。
由于•OH具有强氧化性，能够高效地降解有机污染物，因此过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中具有广阔的应用前景。
首先，过硫酸盐活化高级氧化技术具有高效降解有机污染物的特点。
有机污染物在水体中往往难以分解，传统的生物处理方法或物理化学处理方法都无法完全去除。
而过硫酸盐活化高级氧化技术通过产生的•OH，能够直接攻击有机污染物的化学键，将其分解成较小的分子或无害的物质，从而使有机物得到有效去除。
其次，过硫酸盐活化高级氧化技术具有广谱性的污染物降解能力。
无论是有机污染物还是无机污染物，过硫酸盐活化高级氧化技术都能够有效降解。
有机污染物比如苯系物、卤代有机物、农药等都可以被降解，而无机污染物如重金属离子、氰化物、氨氮等也能够通过该技术得到去除。
因此，过硫酸盐活化高级氧化技术在处理不同类型的废水中具有较强的适应性。
此外，过硫酸盐活化高级氧化技术操作简单，设备要求低。
该技术只需加入适量的过硫酸盐作为激发剂，并通过一定的反应条件来形成活性氧体系，然后将污水与活性氧体系接触反应即可。
相比于传统的生物法和物理化学法，过硫酸盐活化高级氧化技术无需复杂的设备、高能耗的操作，更加节约能源、环保且成本较低。
在实际应用中，过硫酸盐活化高级氧化技术已经取得了一些突破性进展。
研究人员通过不断探索合适的过硫酸盐激发条件、改进反应体系结构和反应装置，提高了技术效能和经济性。
有机污染土壤及地下水原位化学氧化修复技术介绍
有机污染土壤及地下水原位化学氧化修复技术介绍1、原位化学氧化修复技术简介原位化学氧化 (In Situ Chemical Oxidation，ISCO) 技术是一种针对有机污染土壤及地下水的原位修复技术，可应用于石油烃类碳氢化合物、酚类、MTBE、含氯有机溶剂、多环芳烃等污染物的修复，将污染物彻底矿化为二氧化碳、水或其它小分子物质，消除污染物的健康风险。
原位化学氧化是指向土壤或地下水的污染区域注入氧化药剂，通过氧化作用，使土壤或地下水中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。
常见的氧化药剂包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧等。
氧化药剂的注入可以通过高压旋喷注入或通过注入井注入。
高压旋喷注入是将带有特殊喷嘴的注浆管（钻杆），通过钻孔进入土层的预定深度，然后从喷嘴喷出配制好的药剂，带喷嘴的注浆管在喷射的同时向上提升，高压液流对土体进行切割搅拌，使氧化药剂与污染土壤充分混合，污染物氧化分解，消除健康风险。
注入完成后，药剂溶液进一步在含水层中迁移、扩散，其最终的扩散半径与土壤渗透性及工期有关。
注入井注入工艺原理为：由空压机提供气源动力，通过注浆泵向注入井内注入氧化药剂，氧化药剂在压力作用下通过注入井的筛管向井四周扩散并与土壤及地下水中的污染物接触反应，使污染物转变为二氧化碳、水等无害的物质，从而达到修复污染场地的目的。
2、国内外研究开发现状及技术比较ISCO技术是指将氧化剂注入到污染源区土壤和地下水中，或下游羽流（down gradient plume）土壤和地下水中，利用氧化剂本身或所产生的自由基氧化地下的污染物，使污染物转变为二氧化碳、水等无害的或毒性更小的物质，从而达到修复污染场地的目的。
使用ISCO方法可以在较短时间（几天或几个月）内实现污染物浓度的大幅降低（60%-90%以上）。
常见的氧化剂包括高锰酸盐（MnO4-）、过氧化氢（H2O2）、芬顿试剂（H2O2和Fe2+）、过硫酸盐（S2O82-）和臭氧（O3）等。
某药业公司苯系物污染土壤修复工程药剂筛选研究
6
H2O2
4ml
6
术，针对具体的污染指标筛选修复药剂。
7
H2O2
2ml
3.5
该公司所在地块规划用途为工业企业用地，执行建设用地
8
H2O2
3ml
3.5
第二类用地标准，考虑到污染土壤异味较重，药剂筛选标准为：
9
H2O2
4ml
3.5
（1）异味基本去除；（2）处理后污染土过滤出的水中甲苯、苯和乙
10
NaClO
值，地下水样品各指标均达到地下水Ⅲ类标准，说明该公司在
1
生产过程中对土壤和地下水存在污染。
目前，国内外有机物污染修复技术主要有原位和异位修复
2
技术，考虑到该公司土壤异味较重，避免有机物挥发造成二次
污染，拟采用原位修复技术。原位修复技术应用比较成熟的为
3
热脱附技术和氧化技术，热脱附技术需要配套热脱附装置，费
0.75g
6
苯低于地下水Ⅲ类水质标准，土壤中甲苯、苯和乙苯降低率≥
11
NaClO
1.0g
6
50%。
12
Na2S2O8
0.75g
6
2 修复药剂筛选
13
Na2S2O8
1.0g
6
- 62 - 科学技术创新 2021.19
试验编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
表 2 小试试验异味去除记录表
样品编号 3
基本无异味 0.003 0.029 0.008
8 轻微异味
0.17 47.6 7.8
9 轻微异味
0.93 20.3 3.4
第二类用地风险筛选值
4mg/kg 1200mg/kg 28mg/kg
石油烃污染土壤修复效果评估及反应机理研究
Abstract: The effects of different oxidants on the removal rate of petroleum hydrocarbons were compared with the
该技术具有工艺可控、 见效快等优点。
本文以某石油烃污染地块内的土壤为研究对象, 比较不同
氧化药剂在不同浓度以及不同激活剂条件下对石油烃去除率的
影响, 然后选取较佳的药剂投加比例, 为后续该类型污染土壤
的修复提供一定的技术支持。
1 实 验
1. 1 供试土壤
B-52
B-61
B-62
0. 5
1. 0
1. 5
氧化钙 /
过硫酸钠
10. 0
3
16. 67
3
33. 33
26. 67
3
2. 0
50. 0
3
66. 67
1. 3. 2 不同激活剂条件下过硫酸钠修复效果小试方案
小试方案选取硫酸亚铁和氧化钙两种激活剂对氧化剂过硫
酸钠进行激活, 对比在同质量配比情况下, 两种激活剂对于该
A-21
A-41
加投量( ω) / %
硫酸亚铁
过碳酸钠
0. 5
1. 0
1. 0
3. 5
E-22
0. 75
A-42
1. 5
2. 0
5. 0
1. 75
7. 5
表 3 氧化钙激活过硫酸钠小试方案
活化过硫酸钠的高级氧化技术对半挥发性污染土壤的应用实例
80 |造成的多环芳烃污染土壤进行修复，能显著提高修复效率。
这些案例证明，活化的过硫酸盐高级氧化技术能够有效修复有机污染的土壤，以此为基础，本项目也尝试利用CaO 活化Na 2S 2O 8对苯并(a)芘的半挥发性有机污染物的土壤进行修复，补充并指导以活化过硫酸盐为基础的高级氧化技术对半挥发性有机污染土壤的工程实践。
3 项目修复案例实施3.1 实验室小试为验证异位高级氧化技术对本场地污染土壤修复效果，本项目针对苯并(a)芘污染土壤开展了实验小试。
本实验氧化剂选用过Na 2S 2O 8，激活剂选用CaO 。
根据项目经验，设置激活剂投加量比例为2%，实验分组如表1所示。
其中，①组为空白对照，不投加任何药剂；②组不添加氧化剂，只添加激活剂；③④⑤⑦⑧组按照0.5%、1%、2%、3%和4%的梯度添加氧化药剂，激活剂投加量均为2%，⑥组添加2%的氧化药剂，不添加激活剂。
对采集的土壤进行预处理，包括破碎、混匀、筛分，用四分法称取定量土壤。
将激活剂加入烧杯中，与土壤搅拌均匀。
向烧杯中以干粉形式投加氧化剂，并搅拌均匀，在烧杯中加入20mL 纯水，充分搅拌后，用保鲜膜密封，在室温下养护反应3天后检测苯并(a)芘浓度、pH 值，结果如表2所示。
根据小试实验结果，采用1%及以上的Na 2S 2O 8并在CaO 激活的条件下能达到修复目标，当投入2%的Na 2S 2O 8和2%的1 项目介绍本项目位于上海市郊区，历史用地为工业企业用地，修复面积约900m 2，污染土方量共1800m 3，主要污染物为半挥发性有机物苯并(a)芘，分布在0.5～1.5m 层的杂填土土壤。
该地块后续用地类型为科研用地，人体健康风险评估分析计算土壤风险控制值得出的苯并(a)芘的修复目标值(1)清挖后场地基坑及侧壁土壤中苯并(a)芘含量低于1.86mg/kg ；(2)经异位高级氧化处理后的污染土壤， 苯并(a)芘含量低于1.86mg/kg 。
2 活化过硫酸钠高级氧化原理过硫酸盐是一种常见氧化剂，也是环境污染治理的常用药剂，过硫酸盐活化的高级氧化技术能够有效用于地下水土环境的修复[1]。
石化行业土壤修复技术需求分析与建议
109根据2014年《全国土壤污染状况调查公报》公布的结果[1]，我国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染严重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出，全国土壤污染总超标率达到16.1%。
其中，具体涉及石化行业的部分包括重污染企业用地、工业废弃地、工业园区及周边和采油区土壤污染严重，超标率分别达到36.3%、34.9%、29.4%和23.6%，主要有机污染物为石油烃和多环芳烃。
石油烃主要由正烷烃、支链烷烃、环烷烃、芳香烃等多种碳氢化合物组成，其广泛存在于原油开采及运输、石油炼制、石化产品生产和油品销售过程中。
世界石油总产量每年约为22～30亿吨，其中约有1亿吨石油及其产品通过各种途径进入了环境，可见石化企业时刻面临着石油烃污染的巨大风险。
突发性事故、污水不合理排放、固体废物淋滤、地下储油罐和输油管线泄漏等是导致土壤和地下水石油烃污染的主要原因。
近年来，石油烃已经成为土壤和地下水中较为普遍的污染物，给生态环境带来严重影响[2]。
1 石化行业面临的土壤污染问题及技术需求目前，石化行业石油烃污染土壤主要集中于油田、炼化企业、加油站和输油管线及其周边地区，存在不同土壤污染问题和修复需求。
对于油田企业，过去我国采油工艺相对落后，密闭性差，加之污染控制和修复技术缺乏，导致我国油田及周边地区长久地受到石油烃污染，累积污染相当严重，呈现程度深、范围广的特点。
2009年对我国不同地域的油田土壤进行石油烃污染状况调查的结果表明，土壤中的石油烃含量达到5%～23%，最高超过环境背景值6000～10000倍[3]。
油田土壤的主要污染物为原油，成分复杂且含有大量重质成分，难以通过物理、化学和生物作用自然衰减。
为了保证油田的持续、清洁发展，亟需土壤强化修复技术对污染地域进行治理。
对于炼化企业，其区域内虽为水泥地面，但大多未进行过防渗处理。
生产过程中经常的跑冒滴漏及事故时的泄露，给生产区域及周边的土壤造成了不同程度的污染。
碳材料活化过硫酸盐降解有机污染物的研究进展
碳材料活化过硫酸盐降解有机污染物的研究进展
刘雪瑞;曲建华
【期刊名称】《浙江化工》
【年(卷),期】2024(55)1
【摘要】基于过硫酸盐的高级氧化技术具有操作简单、高效环保等优点,碳材料活化过硫酸盐被广泛应用于有机污染物的降解过程中。
碳材料表面富含多孔结构、各种活性官能团且其本身具有优异的导电性和化学稳定性,能够有效地活化过硫酸盐通过自由基或非自由基途径降解有机污染物,在催化领域发挥出较大的应用潜力,有望成为新一代的绿色催化剂。
本文综述了石墨烯、碳纳米管、活性炭、生物炭以及石墨相氮化碳在过硫酸盐高级氧化中的实际应用。
【总页数】5页(P41-45)
【作者】刘雪瑞;曲建华
【作者单位】东北农业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TB3
【相关文献】
1.碳材料活化过硫酸盐降解有机污染物的研究进展
2.ZIFs及其衍生材料活化过硫酸盐降解有机污染物的应用进展
3.过渡金属负载碳基复合材料活化过硫酸盐降解有机废水研究进展
4.单原子材料活化过硫酸盐降解有机污染物的研究进展
5.碳材料活化过单硫酸盐降解有机污染物技术研究进展
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Abstract
Benzene-based pollutants are a representative substance with four categories of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene. They are persistent or difficult to degrade, and they are all volatile and semi-functional organic pollutants. Utilizing the characteristics of good persulfate stability, high oxidation performance, mild conditions for degrading organic pollutants, and simple operation, the focus is on the remediation performance and influencing factors of catalyst-activated persulfate on benzene pollutants in the soil. Repairing the problem of difficult recovery of materials, carrying out experimental research on biomass material-supported catalysts, and forming a technical route of combined adsorption-chemical oxidation to repair benzene pollutants can provide new research ideas for the remediation of organically contaminated soil on the site, and ultimately achieve organic pollution. The large-scale, high-efficiency and low-cost restoration of natural soils can provide reference for similar research.
Effects of Persulfate on Benzene Series in Chemically Contaminated Sites
Gang Li1,2,3,4,5, Nan Lu1,2,3,4,5 1Institute of Land Engineering and Technology, Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co. Ltd., Xi’an Shaanxi 2Shaanxi Key Laboratory of Land Consolidation, Xi’an Shaanxi 3Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co. Ltd., Xi’an Shaanxi 4Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, The Ministry of Natural Resources, Xi’an Shaanxi 5Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center, Xi’an Shaanxi
3. 苯系物修复研究进展及其存在的问题
苯系物是一类非常重要的工业生产原料和溶剂，在工业领域多行业都具有非常重要的地位，苯系污 染物主要包括以苯、甲苯、乙苯、二甲苯等物质为主，并混合有多环芳烃(PAHs)、多氯联萘(PCNs)和多 氯联苯(PCBs)等物质，是一种组分较为复杂复合物[7]。苯系污染物的主要特性是持久性、难降解性，是 一种挥发–半发挥发型有机污染物[8] [9]。在常温下，苯系物呈现为无色透明的液体，并且较容易溶解于 有机溶剂之中。苯系污染物的水溶性较差，而其辛醇–水分配系数高，所以易于吸附在土壤颗粒上[10]， 所以苯系污染物非常容易从水体中迁移到土壤中，使得土壤成为苯系污染物的重要载体[11]。
土壤中苯系物主要来源于废弃物处理以及化工厂泄露，主要通过径流、挥发、淋溶以及浓度梯度差 带来的扩散作用等迁入土壤、大气和水体，不仅对生态系统造成威胁，对人类的生命健康也会造成极大 伤害。苯系污染物具有强烈的毒性，可以严重危害人体的器官脏器，包括肾脏、肝脏、生殖系统以及神 经系统，并表现出强烈的致癌性、致突变性以及致畸性[12]，长期接触苯系污染物会对人体的神经系统、 肾脏和皮肤造成不可逆的损害，也会对眼睛、粘膜和皮肤造成刺激，甚至出现头晕、恶心、胸闷等症状。 此外，苯系物对微生物也具有一定的毒害作用，主要体现在对微生物的生长具有较强的抑制作用。
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2020, 10(3), 433-438 Published Online June 2020 in Hans. /journal/aep https:///10.12677/aep.2020.103051
Keywords
Persulfate, Benzene Series, Repair, Chemical Site
过硫酸盐对化工污染场地苯系物修复效果研究
李 刚1,2,3,4,5，卢 楠1,2,3,4,5 1陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安 2陕西省土地整治重点实验室，陕西 西安 3陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安
Open Access
1. 引言
土壤是人类和陆地上一切生物赖以生存的最为重要的基础物质和支撑，也是自然环境非常重要的组 成部分，紧密联系着有机界和无机界，此外土–水–气–生等环境要素之间也有着非常密切的关联[1]， 土壤不仅在农业生产中占据基础位置，也是污染物进行净化的重要场所。但是土壤的净化污染物功能具 有一定的局限性，其对污染物的容纳度具有一定的限定，所以一旦污染物进入土壤，就很难降解，而且 会随着时间的推移而不断累积，最终影响人类的健康。
苯系污染物进入土壤后，由多种机制共同控制着其在土壤中的迁移和转化进度和过程，主要包括苯 系物的挥发、吸附–解吸、淋溶和降解过程等，在进入土体之后，苯系物主要通过破坏土壤的正常功能， 使得土壤中的微生物、理化性质发生变化，并通过植物吸收和食物链的积累，最终危害人类健康。
由于土壤中苯系污染物累积量逐步增加，加之这些污染物自身难降解和毒性大的特点，对我们而言， 修复苯系污染土壤修已经是目前污染土壤修复技术领域中的主要研究热点和难点[8]。用于包括苯系污染 物在内的有机污染物的修复方法主要集中在以下四大类，主要有物理修复、化学修复、植物修复和微生 物修复等四大类方法[8] [13]。其中苯系物的物理修复法主要是应用热脱附、溶剂洗脱、气象抽提等物理 过程[14]-[19]，将苯系物等有机污染物从土壤中去除，最终达到修复污染土壤的目的。苯系物的化学修复 和物理修复不太相同，其主要原理是利用化学试剂的氧化催化等作用分解土壤中的有机污染物，最终将 其转化为无毒的或低毒性的物质而去除[8] [20] [21]。
文章引用: 李刚, 卢楠. 过硫酸盐对化工污染场地苯系物修复效果研究[J]. 环境保护前沿, 2020, 10(3): 433-438. DOI: 10.12677/aep.2020.103051
李刚，卢楠 4自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西 西安 5陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西 西安
关键词
过硫酸盐，苯系物，修复，化工场地
Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/
我国地质条件复杂，地形多变，耕地面积仅为全世界耕地面积的 7%，远低于世界平均水平，但人口 总数是世界总人口的 25%，不但要保障土壤生态环境质量的健康，还要使得土壤资源具有可持续利用性。 伴随着我国经济社会的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，工业生产和居民生活所造成的城市棕地日 益增多，土壤环境污染日趋严重，并且开始对人类自身造成一定的影响。此外，在工业生产过程中，会 产生大量的废弃物、污泥、垃圾、污水等有毒有害物质，也会带来严重土壤污染。与此同时，土壤污染 之后，随着径流和蒸腾散发等过程，也会直接造成大气环境污染、水体环境污染[2] [3]，最终导致城市用 地、农业用地和工业用地等受到有机污染物的污染[4] [5]，造成了巨大经济损失的同时，还严重威胁生态 环境安全和人民群众的身体健康，因此土壤有机污染已经成为我们在经济社会健康发展过程中急需解决 的严重问题之一。
2. 研究区概况
渭东新城项目位于渭南市东部，属于 2018 年陕西省重点建设项目之一和渭南市“十三五”重点项目
DOI: 10.12677/aep.2020.103051
434
环部黄土塬区与渭河平原区之间，研究区南北宽 2 km、东西长约 20 km， 总占地面积约为 40 km2。其主要建设内容包括“一城、五镇、一路、一水系”，建成后将使龙湖、石堤 河、赤水河、遇仙河、沋河和渭河贯通，并贯穿整个渭东新城，使其成为生态宜居的关中水乡。项目区 主要定位为住宅用地、绿化用地和农业用地。其中的“一城”即渭东新城社区建设用地需满足住宅用建 设地等土地环境质量控制标准(DB11-2011)和景观绿化用地质量要求(社区内规划有绿地景观和人工湖泊)。 然而项目区整治前主要为工业用地，有煤场、水泥厂、商砼厂、油罐制造厂、化工厂、殡仪馆、医用垃 圾焚烧厂等 20 余家不同程度、不同类型的污染企业。其中“交大瑞森化工厂”早已于上世纪 80 年代就 开始投产，至今已有 40 年左右的生产历史，厂区内化学品的气味浓烈、在企业周边土层已形成以有机污 染为主的黑泥土壤污染带，根据前期调查结果显示，苯系物(BTEX)污染相对较严重，1~1.5 m 深度处土 壤苯含量的 542 mg/kg，是第一类用地污染物筛选值的 542 倍，是管制值的 54.2 倍，深度 0.5~1 m 土壤乙 苯含量约为 35 mg/kg，远大于其筛选值(7.2 mg/kg)，超标 4.83 倍，其次乙苯、邻二甲苯与间/对二甲苯含 量也较高。此外，在土体 1.5~2.5 m 深度范围内三氯乙烯、1,1,2,2-四氯乙烷、氯仿和萘检出，且均超其相 应地管制值，最大超标倍数分别为 12、9.3、1.7 和 3.2。这些受污染的土地无论是用作建筑或是绿化及农 业用地，都将对居民区的空气环境、食品安全和饮水安全产生深远的影响。