我國(guó)歷史遺留污染場(chǎng)地量大面廣，跨介質(zhì)復(fù)合污染嚴(yán)重，異位修復(fù)二次污染風(fēng)險(xiǎn)高，缺乏具有科學(xué)依據(jù)的安全開(kāi)發(fā)利用模式已成為制約土壤可持續(xù)修復(fù)的瓶頸問(wèn)題。隨著國(guó)家土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃及土壤污染防治法的有效實(shí)施，土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控與治理已成為土壤污染防治工作的重點(diǎn)，土壤污染治理也進(jìn)入了一個(gè)以低成本、綠色高效和可持續(xù)原位修復(fù)為主導(dǎo)的新時(shí)代。

　　氯苯類(lèi)化合物是化工行業(yè)常用的溶劑和中間體，是污染場(chǎng)地土壤和地下水中常見(jiàn)的關(guān)注污染物。一氯苯(mono-chlorobenzene，MCB)占全球所有氯苯類(lèi)化合物產(chǎn)量的70%左右，其毒性較高，嚴(yán)重危及人體健康和生態(tài)環(huán)境安全。常規(guī)熱處理技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本高，吸附技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)污染物MCB相轉(zhuǎn)移，完全降解難度大，而高級(jí)氧化技術(shù)可徹底礦化MCB為CO2和H2O，次生環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)可控，如何遴選經(jīng)濟(jì)有效的綠色高效復(fù)合功能材料活化過(guò)硫酸鹽成為當(dāng)前化學(xué)高級(jí)氧化修復(fù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。近日，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所研究員陳夢(mèng)舫團(tuán)隊(duì)在基于納米零價(jià)鐵/生物炭(nZVI/biochar)活化過(guò)硫酸鈉(PS)降解地下水中MCB方面取得新進(jìn)展。

　　該團(tuán)隊(duì)首先揭示了nZVI/biochar對(duì)MCB吸附作用及其活化PS氧化降解MCB的作用機(jī)制。低溫生物炭制備的nZVI/biochar對(duì)MCB的吸附作用加速其活化PS氧化降解MCB的反應(yīng)速率，而高溫生物炭制備的nZVI/biochar吸附過(guò)程抑制了MCB的氧化降解速率。隨著生物炭裂解溫度從300℃升至700℃，MCB在nZVI/biochar上的吸附由物理-化學(xué)吸附轉(zhuǎn)向化學(xué)吸附。低溫生物炭(<500℃)所制備的nZVI/biochar通過(guò)吸附作用增加MCB與活性位點(diǎn)的接觸概率，而高溫生物炭(>500℃)所制備的nZVI/biochar石墨碳結(jié)構(gòu)塌陷導(dǎo)致納米零價(jià)鐵顆粒被包埋在生物炭孔隙內(nèi)，并且納米零價(jià)鐵顆粒在生物炭表面的非均質(zhì)分布和MCB的化學(xué)吸附作用減少了nZVI/biochar表面的活性位點(diǎn)，從而抑制nZVI/biochar活化PS對(duì)MCB的氧化降解。同時(shí)研究闡明了nZVI/biochar活化PS去除MCB的自由基和非自由基機(jī)理。采用醇、苯醌和L-組氨酸為活性氧物質(zhì)淬滅劑的淬滅實(shí)驗(yàn)和電子順磁共振技術(shù)(EPR)，發(fā)現(xiàn)nZVI/biochar活化PS體系中自由基(SO4·-和·OH)和非自由基(單線態(tài)氧，1O2)共同參與降解MCB;結(jié)合XRD、XPS、拉曼等表征結(jié)果，復(fù)合材料nZVI/biochar中納米零價(jià)鐵顆粒、生物炭表面含氧官能團(tuán)及生物炭sp2雜化碳原子共同參與PS活化反應(yīng)。nZVI/biochar活化PS體系對(duì)實(shí)際污染地下水中的氯苯和總有機(jī)碳的去除率分別達(dá)到67.4%和55.9%，表明該體系能高效修復(fù)氯苯污染地下水。

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