活化过硫酸盐(S2O82-)产生强氧化性的硫酸根自由基(SO4·-)应用于水和土壤中有机污染物的修复,是国内外最近发展起来的新领域,是目前最具有应用潜力的高级氧化技术之一。S2O82-高级氧化技术具有氧化剂本身稳定性好、产生的SO4·-氧化能力强、受pH影响小、氧化剂利用率高和无毒无害等优点。应用S2O82-高级氧化技术的关键是高效地活化S2O82-产生SO4·-。常规活化S2O82-方法包括热、紫外光、微波等物理方法和过渡金属离子,如Fe2+、Ag2+、Cu2+、Mn2+、Ce2+、Co2+等化学方法活化。由于上述常规的活化方式存在一些不足,如热活化时能耗高、Fe2+活化时副反应多、氧化剂利用率低及反应需在pH<3条件下进行等,导致S2O82-高级氧化技术在实际应用中受到一定的限制。据此,本文着重研发高性能的含铁化合物活化剂及快速、高效活化S2O82-活化方式,构筑高效氧化体系用于被有机物污染的废水及土壤的修复,并重点研究其相关的活化机理、有机污染物的降解过程以及S2O82-的利用效率。主要研究内容如下：(1)采用热活化S2O82-产生SO4·-降解磺胺类抗生素—磺胺间甲氧嘧啶(SMM)。结果表明,热可以均裂S2O82-中-O-O-键产生SO4·-实现SMM有效降解。增加溶液中S2O82-浓度或提高溶液反应温度可显著增加溶液中SO4·-数量和SO4·-与SMM的碰撞几率,加速SMM降解。在初始溶液pH、温度、S2O82-浓度分别为6.8、70℃和2.4mmol L-1时,反应30min后,0.06mmol L-1SMM降解率可达100%。自由基灭活试验表明,热活化S2O82-时,酸性和中性条件下起主要作用的为SO4·-；而当pH为8.5～10.0时,溶液中SO4·-和·OH同时起作用。最后用高效液相-质谱联用技术(LC-MS)检测SMM降解中间产物,进而推导其降解机理。(2)提出纳米Fe3O4活化S2O82-的新方法。纳米Fe3O4活化S2O82-不但能克服热活化S2O82-能耗高的缺点,又能够改进均相Fe2+活化过S2O82-副反应多、氧化剂利用率低及反应需在pH<3条件下进行的不足。采用反相共沉淀法制备纳米Fe3O4颗粒,用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X-Ray粉末衍射(XRD)等技术对其进行表征。纳米Fe3O4/S2O82-体系氧化降解SMM的实验结果表明,在纳米Fe3O4/S2O82-/SMM的最佳摩尔比为40：20.1、反应温度25℃、初始溶液pH6.8的条件下,反应15min后,0.06mmol L-1的SMM降解率可达100%。XRD、原子吸收光谱(AAS)等研究手段研究纳米Fe304活化S2O82-的机理显示,具有反尖晶石结构的纳米Fe3O4活化S2O82-是其中Fe2+的作用所致：它通过转移给S2O82-分子中一个电子而实现其中-O-O-键断裂生成SO4·-,纳米Fe3O4经活化反应后被氧化为γ-Fe2O3。(3)采用氢氧化亚铁溶胶活化S2O82-。以氨水为沉淀剂,采用反相共沉淀法制备比表面积大、分散性好的氢氧化亚铁溶胶高效活化S2O82-降解有机污染物。采用TEM、Zeta电位测量仪、激光粒度仪等对制备的氢氧化亚铁溶胶进行表征。氧化降解实验结果表明,在氢氧化亚铁溶胶/S2O82-/SMM的最佳摩尔比为20：20：1、反应温度25℃、初始溶液pH6.8的条件下,反应15mmin后,0.06mmol L-1的SMM表观降解速率常数为2.21min-1,远大于纳米Fe3O4和Fe2+(pH3.0)作为活化剂时SMM的表观降解速率常数(1.09min-1和0.42min-1)。通过粒径分析、污染物在活化剂表面的吸附量等实验方法探讨氢氧化亚铁溶胶高效活化S2O82-实现有机污染物快速降解的原因：高效快速吸附在氢氧化亚铁溶胶表面的有机污染物与表面上共存的S04·-/·OH反应而发生快速降解。此外,氢氧化亚铁溶胶/S2O82-新型氧化体系对有机物的降解具有共适性,对罗丹明B (RhB)及4-硝基酚(4-NP)等不同结构的有机污染物均能高效去除。(4)研究热、Fe2+、纳米Fe3O4及氢氧化亚铁溶胶活化S2O82-处理表面活性剂淋洗硝基苯(NB)污染土壤的淋洗液中NB之可行性。淋洗实验表明,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)较非离子表面活性剂吐温-80(Tween80)对NB在高岭土上的洗脱效果好：在表面活性剂浓度为24mmol L-1、水土比为20：1的条件下,47.3mg kg-1NB污染高岭土中NB的洗脱率分别为76.8%和29.3%。由于S04·-具有孤对电子,活化S2O82-产生的SO4·-对后续NB/SDBS淋洗液中的NB降解具有优先性：SO4·-通过电子转移反应,优先进攻芳香族化合物NB而实现其降解。NB完全降解后,淋洗液中仍存在较高浓度的SDBS,可继续用于NB污染土壤的淋洗修复。