草酸改性零价铁活化过硫酸盐降解地下水中2，4-DNT研究

作者：吴叔璇; 韩旭; 夏甫; 杨昱; 徐祥健; 邓圣; 姜永海

来源：环境科学研究, 2021, 1-13.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.06

• 零价铁
• 草酸
• 过硫酸盐
• 2，4-二硝基甲苯
• 硫酸根自由基

2，4-二硝基甲苯（2，4-DNT）作为重要的化工原料，由于储存和生产过程中的跑冒滴漏，已然成为地下水中常见有毒有害污染物之一，对人体健康和生态环境安全造成极大威胁. 为实现2，4-DNT的高效降解，通过球磨法将草酸与商品零价铁混合制备草酸化零价铁(OA-ZVIbm)，并研究其活化过硫酸盐（PS）的性能. 采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对活化剂进行表征，并考察活化剂和PS投加量、溶液初始pH及无机阴离子对2，4-DNT降解效果的影响. 结果表明：①通过球磨改性，零价铁表面氧化层被草酸亚铁壳层代替，加速铁核腐蚀生成Fe2+催化PS. ②在初始pH=7、0.2 g/L OA-ZVIbm和5 mmol/L PS条件下，4.0 h内对50 mg/L 2，4-DNT降解效率达到87.6%，降解过程符合准一级动力学. ③随着OA-ZVIbm和PS投加量增加以及溶液初始pH的降低，降解效率不断提升，但高浓度PS会抑制对2，4-DNT的降解；NO3-、CO32-、Cl-和SO42-离子通过淬灭自由基或者与亚铁离子发生共沉淀，对降解产生不同程度的抑制效果. ④自由基淬灭试验表明体系中同时产生SO4·-、·OH和1O2，但SO4·-在降解过程中起主导作用. ⑤降解中间产物鉴定表明通过脱硝和氧化反应，2，4-DNT被降解成包括间苯二酚、丙二酸在内的毒性较小分子，可生化性显著提高。研究显示，OA-ZVIbm能够高效活化PS，实现对地下水2，4-DNT的显著降解，具有一定的应用前景.

• 出版日期2021-6-17
• 单位中国环境科学研究院