可迁移性零价铁的制备及其活化过硫酸盐氧化修复石油污染土壤

作     者：王兴族 王茂林 王亚玲 柴旭辉 蔡喜运 WANG Xingzu;WANG Maolin;WANG Yaling;CHAI Xuhui;CAI Xiyun

作者机构：大连理工大学环境学院工业生态与环境工程教育部重点实验室辽宁大连116024 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2023年第36卷第1期

页      面：89-99页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

基　　金：国家重点研发计划项目(No.2019YFC1803803) 国家自然科学基金项目(No.21976025) 

主　　题：聚天冬氨酸 硫化纳米零价铁 过硫酸盐 氧化 石油烃 

摘      要：纳米零价铁(nZVI)活化过硫酸盐(PS)体系具有活性高、持效性长等潜在优势,在有机污染土壤修复领域具有良好的应用前景.然而,nZVI颗粒易于发生团聚和被空气氧化,在土壤中迁移性能和稳定性能较差,限制了其活化性能的发挥.本研究采用聚天冬氨酸(PASP)修饰和硫化改性技术,制备了可迁移的零价铁复合材料(PASP-S-nZVI),评价了PASP-S-nZVI的活化PS性能及其在石英砂填充介质中的迁移性能,优化了该材料活化PS降解土壤中石油烃的反应条件,并开展了土壤污染修复小试试验. SEM-EDS和XPS表征结果显示,PASP-S-nZVI材料为表面具有PASP涂层及硫铁化物(FeSx)的零价铁.与未改性nZVI和S-nZVI相比,PASP-S-nZVI材料的悬浮稳定性、Zeta电位和电子利用率都显著增加,表明双重改性增加了nZVI的稳定性能.柱试验结果显示,PASP-S-nZVI具有较低的附着效率,其实际碰撞效率是S-nZVI的38.0%、nZVI的26.5%,在含水介质中的迁移性能显著增加,且增加程度与填充介质的粒径尺寸和水体pH有关.在优化的条件参数下,PASP-S-nZVI材料可高效活化PS,氧化降解土壤中的石油烃,实验室试验中石油烃3 d的降解率为77%±2%.土壤修复小试试验显示,石油烃3 d的降解率达到53%±2%,证实了PASP-S-nZVI材料在土壤中活化PS性能较好,具有潜在的应用前景.