近些年,原位化學氧化技術(ISCO)被廣泛地應用于污染地下水和土壤的修復,氧化劑與礦物等土壤組分作用勢必影響污染物的修復效果。因此,研究氧化劑與土壤組分的作用過程具有十分重要的意義,此方向一直是ISCO領域研究的熱點。
基于此,南京土壤研究所周東美研究員課題組在前期研究土壤釩礦物與過硫酸鹽作用機制的基礎上(Appl.Catal.B-Environ,2017,202,1-11,ESI高被引論文),系統(tǒng)地研究了氧化劑與不同類型礦物作用機制差異,發(fā)現(xiàn)了土壤中普遍存在的釩(V(V)和V(IV)的反應活性是土壤中鐵礦物的9.8~2087倍,揭示了釩礦物的氧空位對其介導氧化劑產(chǎn)生自由基降解污染物具有十分重要的作用,以上研究為理解土壤礦物影響ISCO的修復效果提供了新的思路(Environ.Sci.Technol.2018,52,2178-2185)。進一步研究發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)認識的土壤金屬氧化物與氧化劑作用過程比較,金屬硫化物與氧化劑的作用也具有十分重要的意義,地下環(huán)境硫的地球化學循環(huán)過程和形態(tài)轉化不僅影響金屬的形態(tài),也會影響氧化劑產(chǎn)生自由基的效率,最終影響土壤和地下水的ISCO修復過程,相關結果近期在線發(fā)表在WaterResearch142(2018)208–216)。盡管土壤礦物對氧化劑的活化和污染物修復具有促進作用,但在實際修復中利用土壤礦物活化氧化劑修復污染的效率較低,為了解決這一難題,發(fā)展了基于土壤礦物的鐵酸銅納米復合材料,此材料具有活性高、磁性等特點,易回收反復利用,相關結果發(fā)表在環(huán)境工程期刊ChemicalEngineeringJournal348(2018)526–534上,被編輯選為FeaturedArticle和封面文章。
以上研究得到了科技部納米重點研發(fā)計劃,國家自然科學基金委和南京土壤研究所135領域前沿項目的資助。