硫化零价铁(S-ZVI)因其电子传递效率高、选择性好,成为近年水处理领域的研究热点.S-ZVI耦合高级氧化技术(S-ZVI/AOPs)能够在保留S-ZVI较强还原性的基础上引入强氧化作用,实现有机污染物的深度氧化与矿化.本文总结了S-ZVI及其分别耦合过氧化氢(H2O2)、氧气(O2)和过硫酸盐(PS)体系在水处理领域的研究现状,系统介绍了影响污染物去除效果的各种因素,包括S/Fe(摩尔比,下同)、S-ZVI投加量、氧化剂投加量、溶液初始pH等,重点讨论了S-ZVI和S-ZVI/AOPs体系去除污染物的反应机理,并简述了其在工程中的应用,最后对未来的研究方向提出了建议与展望,旨在拓宽S-ZVI/AOPs在环境修复领域中的实际应用.结果表明:①S-ZVI主要通过吸附和还原作用去除污染物,S-ZVI/AOPs体系主要通过活性物种的氧化作用去除污染物;硫化层可以通过改变电子转移路径提高活性物种产量,同时一些硫物种也可以活化氧化剂.②耦合体系中的活性物种除常见活性自由基外,如羟基自由基(·OH)、超氧自由基(O2??)和硫酸根自由基(SO4??)等,还包含非自由基Fe(Ⅳ),但Fe(Ⅳ)贡献量相对较少.③氧化剂的活化途径包括Fe2+均相活化和非均相活化以及Fe0直接活化.现阶段研究缺乏对反应体系中电子转移途径的量化,同时需要考察反应体系中多种污染物共存时的去除效果并厘清相互影响机制以提高实际应用性.另外,关于O2对S-ZVI去除污染物的促进或抑制作用的影响机制还有待进一步研究.

硫化零价铁(S-ZVI);高级氧化;过氧化氢(H2O2);分子氧;过硫酸盐(PS);影响因素;去除机理

廖兵;叶秋月;胥雯

成都理工大学,地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 610059;成都理工大学,国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室,四川 成都 610059;成都理工大学生态环境学院,四川 成都 610059;四川省城市污泥建材资源化利用工程研究中心,四川 德阳 618000

环境科学研究

[1]廖兵;叶秋月;胥雯-.硫化零价铁及其耦合高级氧化技术在水处理中的研究进展)[J].环境科学研究,2022(07):1636-1646

硫化零价铁

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