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有机氯(Chlorinated Organic Compounds, COCs)污染土壤是目前土壤修复研究领域的难点与热点问题。基于H202的Fenton与类Fenton氧化体系已成功应用于COCs污染土壤的修复,但H202消耗量大、成本高,自身不稳定导致储存运输不便且遇土壤中矿物质与有机质等易分解,从而在实际应用中受到限制。ZVI、乙二胺四乙酸(EDTA)与空气组成的ZVI/EDTA/Air (ZEA)类Fenton体系,既有效解决了H202的使用问题,又能快速有效地氧化处理有机污染物,且适用pH范围广,具有广阔的应用前景。本文分别以水溶性有机氯化物2,4-二氯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)和疏水性有机氯化物六氯苯(Hexachlorobenzene, HCB)作为有机氯的代表,系统研究了基于ZEA改进的类Fenton体系对有机氯污染土壤的氧化修复作用及机制,主要研究内容与结论如下:(1)ZEA类Fenton体系可在较宽pH范围内有效氧化降解土壤中2,4-DCP。有机配体EDTA可有效促进ZVI/Air体系对2,4-DCP的氧化性能,而乙二胺二琥珀酸(EDDS)的添加则有抑制作用,这与有机配体与铁的络合方式及其自身的氧化降解性能有关。在优化条件下,反应45min,土壤中2,4-DCP的降解率为96%,同时EDTA的同步降解率为63%。EDTA和ZVI添加量共同影响ZEA体系氧化2,4-DCP的效果,当[EDTA]/[FeⅡ/Ⅲ]摩尔比大于1时,2,4-DCP的降解受到抑制。土壤理化性质影响着ZEA类Fenton体系的修复效率,砂质土壤和有机质含量低的土壤修复效果较好。ZEA类Fenton反应主要是发生在零价铁表面的异相Fenton反应,体系中主要活性氧化物种(ROS)为O2-·/HO2·和FeIV,其中O2-·/HO2·自由基的作用更显著。在活性氧化物种的作用下,土壤中的2,4-DCP首先生成含氯中间产物,如单氯酚、2,4-DCP的羟基加合物等,最终完全脱氯并降解为小分子有机酸、C02与H20。(2) MW-SiCZEA类Fenton体系可快速有效地修复2,4-DCP污染土壤,当微波功率为540W、碳化硅负载纳米零价铁(SiC/nZVI)为1g,EDTA浓度为1.2mmol/L时,反应20min,土壤中2,4-DCP的去除率可达94%。表征结果表明,SiC/nZVI为直径50~100nm的球形纳米零价铁颗粒,铁的负载量为138mg/g,材料表面部分被氧化,具有良好的分散性与氧分子活化能力。MW可显著增强2,4-DCP污染土壤的修复效果,其增强作用包括热效应与非热效应;MW作用下,SiC与nZVI之间可发生相互作用,产生空穴-电子对,促进污染物的降解。微波功率与体系pH对MW-SiCZEA类Fenton体系的氧化能力有较大的影响。微波功率与pH过高或过低,均不利于ROS的生成,从而影响2,4-DCP的降解。在MW-SiCZEA体系中,土壤中2,4-DCP在主要活性氧化物种·OH与O2’·/HO2·的共同作用下,可完全降解脱氯。(3)生物表面活性剂烷基糖苷(APG0814)对疏水性有机污染物HCB具有良好的增溶效果,其摩尔增溶比为7.7×10-4,可有效提高土壤中HCB的解吸,当APG0814浓度为1000mg/L时,HCB的解吸率为20.6%,增加浓度至3000mg/L解吸率增至35%。ZEA体系可以有效处理解吸液中HCB,反应2h,溶液中HCB的去除率为76%。APG0814增强ZEA体系直接修复HCB污染土壤的方法修复效果更好。当APG0814浓度为100mg/L时,对ZEA氧化降解土壤中HCB的强化作用最高,HCB的去除率为68%。APG0814通过疏水基增强HCB的解吸并吸附HCB至铁粉表面,使HCB与ZVI表面充分接触,进而促进ZVI表面的ROS降解去除HCB。