高铁酸钾-过硫酸钠降解萘的效能及机理研究

作者：马会强; 闫首龙; 韩佳琪; 李爽^*

来源：安全与环境学报, 2023, 1-11.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2023.0343

• 环境工程学
• 萘
• 高铁酸钾
• 过硫酸钠
• 反应动力学
• 降解机理

为了绿色且高效的修复多环芳烃萘污染地下水，采用高铁酸钾-过硫酸钠体系降解萘，考察了高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比、pH和温度对萘降解效果的影响，并探究反应动力学和降解机理。研究表明，当温度为25℃，pH为5.0，高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比为1:2时，在50 min内萘最佳降解率为82.3%。采用一级反应动力学方程对萘的降解曲线进行拟合，发现其反应速率k为0.0302 min-1，远高于高铁酸钾体系的0.0074 min-1和过硫酸钠体系的0.0034 min-1的总和，证明该体系存在协同作用。通过对高铁酸钾-过硫酸钠体系中Fe(II)和Fe(III)质量浓度变化测定，表明该体系可以活化过硫酸钠且Fe(II)和Fe(III)质量浓度变化与萘的降解试验结果吻合。采用自由基猝灭试验和电子顺磁共振(EPR)技术探究了高铁酸钾-过硫酸钠体系中的活性氧化物种，发现了羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO4-·)都参与了萘的降解。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析确定了3种萘的中间产物，并提出了一种可能的降解途径。研究发现，萘在降解过程中被转化为低毒或无毒物质，表明高铁酸钾-过硫酸钠体系对萘的降解是一个渐进降低毒性的过程，可以有效降低环境风险。总之，高铁酸钾和过硫酸钠联合体系可作为一种高效的清洁技术，为修复多环芳烃萘污染地下水提供一定的理论指导。

• 单位
  辽宁石油化工大学; 辽宁庆阳特种化工有限公司