生物质炭负载硫化纳米零价铁活化过硫酸盐降解土壤中典型恶臭苯系物的规律与机制

来源：土壤学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：李炎璐，杨兴伦，卞永荣，马智勇，谷成刚，宋洋，相雷雷，王芳，蒋新

单位：李炎璐，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,杨兴伦，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；xlyang@issas.ac.cn,卞永荣，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,马智勇，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,谷成刚，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,宋洋，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,相雷雷，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,王芳，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,蒋新，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,

摘要：纳米零价铁（nZVI）以及硫化纳米零价铁（S-nZVI）活化过硫酸盐（PS）降解土壤中的有机污染物是目前场地原位氧化修复技术的研究热点之一。苯系物（BTEX）是石化污染场地中典型的恶臭污染物，实现BTEX的高效去除并探究其降解机理有着重要的环境意义。本研究建立了以生物质炭负载硫化纳米零价铁（S-nZVI@BC）为活化剂的过硫酸盐氧化体系，探究不同条件下BTEX的降解效果，并与其他材料催化PS降解体系的效果进行了比较。同时基于化学探针实验、电子顺磁共振实验（EPR）及吹扫捕集-气质联用法（PT-GC-MS）测定的转化产物推测BTEX可能的降解途径。结果表明，S-nZVI@BC/PS体系在pH=3、S/Fe=1/4、Fe/C=1/2、材料投加量为0.01 g·g-1、PS浓度为30 mmol·L-1时对土壤中BTEX均有着95%以上的降解效果；S-nZVI@BC/PS 体系下苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的降解率在2 h内分别可达到96.7%、98.5%、96.9%、98.4%；S-nZVI@BC催化体系在所研究的五种不同催化剂体系表现最佳，即催化效果表现为：PS

关键词：苯系物;过硫酸盐;硫化纳米零价铁;生物质炭;自由基;降解机理

基金资助：国家重点研发计划项目（2020YFC1808601）资助