南京土壤所揭示過硫酸鹽化學氧化修復有機污染土壤的機制

近些年，原位化學氧化技術（ISCO）被廣泛地應用于污染地下水和土壤的修復，氧化劑與礦物等土壤組分作用勢必影響污染物的修復效果。因此，研究氧化劑與土壤組分的作用過程具有十分重要的意義，此方向一直是ISCO領域研究的熱點。

基于過硫酸鹽的高級氧化是近些年發展起來的一種污染修復新技術，被廣泛應用于土壤和地下水的原位修復，在這一過程中過硫酸鹽體系產生的硫酸根和羥基自由基能夠高效降解有機污染物；但是，環境中存在一些高鹵代的有機污染物，如全氟化合物、多溴聯苯醚、有機氯農藥等，很難被氧化性自由基降解。這些污染物能通過還原途徑降解。在研究活化過硫酸鹽體系中的自由基種類過程中，中國科學院南京土壤研究所研究員高娟團隊發現過硫酸鹽體系硫酸根和羥基自由基可以與乙醇和叔丁醇等有機溶劑反應產生還原性醇自由基，并實現了氯代有機污染物的高效還原脫氯降解，相關研究于2018年7月發表在《Water Research》上。

進一步研究發現，過硫酸鹽在熱活化下不僅能產生過硫酸根自由基，還能產生還原性自由基（S2O8·－）。還原性自由基在厭氧的條件下能夠實現高氯代有機污染物的高效脫氯降解。研究者利用電子順磁共振技術、結合量子化學計算初步揭示了過硫酸鹽體系S2O8·－形成過程、S2O8·－轉化及降解氯代有機物的作用機制，該研究結果拓展了過硫酸鹽修復有機污染土壤的理論基礎，是過硫酸鹽原位化學氧化領域的重要發現，對地下環境中有機氯化物的限氧高效還原修復技術具有指導性意義。

以上研究得到了科技部納米重點研發計劃、江蘇省杰出青年基金、國家自然科學基金委和南京土壤所一三五領域前沿項目的資助。