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

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。