多环芳烃是土壤和地下水中普遍存在的难降解有机污染物。其中，萘是结构最简单的多环芳烃，具有易挥发、迁移性强的属性，可通过多种途径在土壤和地下水中富集，是焦化、化工等历史遗留地块重点关注的污染物之一。高级氧化技术绿色、高效、安全且经济，因此，基于高级氧化的萘污染土壤和地下水修复技术受到越来越多的关注。目前，国内外学者已对高级氧化技术去除污染土壤和地下水中萘做了较多研究，但相关进展还未见综述报道。
近30年来，针对土壤和地下水中萘的高级氧化去除研究仍然较少，其中较多研究聚焦于活化过硫酸盐，其次是芬顿体系，针对于臭氧的研究鲜有报道。土壤的多孔结构导致萘通过孔填充作用进入土壤多孔介质，使萘难以与液相的氧化剂充分接触。其次，土壤中复杂的成分，例如有机质和黏土矿物都会对萘产生吸附，降低了萘的氧化效率，并且吸附强度随着萘在土壤中的滞留时间增加而增大。此外，土壤有机质的存在会导致氧化剂的消耗。
针对以上特点，目前，土壤和地下水中萘高级氧化去除主要有以下两种研究思路：一是增大水相中萘的浓度，借助化学或物理手段促进与土壤结合萘的溶出，同时通过高级氧化将萘去除。常用的化学手段包括使用表面活性剂、小分子酸或者直接使用氧化剂增大萘的溶出，物理手段包括使用超声和加热促进萘溶出，同时加速其分解。二是改善氧化剂的氧化性能，提升活化剂/氧化剂体系的利用效率，包括使用纳米零价铁、铁螯合剂以及铁矿物作为活化剂促进萘的氧化去除。土壤和地下水中萘的高级氧化研究进展详见表1和图1。
表1 萘的高级氧化主要研究进展总结
Progress Summaries of Advanced Oxidation for Naphthalene
注: n/n表示摩尔比。
图1 不同氧化剂氧化萘的降解途径
Degradation Pathways of Naphthalene Oxidation Using Different Oxidants
不同的氧化剂均能通过高级氧化有效降解萘，但由于实际土壤和地下水成分复杂，原位修复条件下氧化剂和与土壤或其他组分结合的萘难以充分接触，无法实现土壤和地下水中萘的绿色低碳修复。因此，未来研究应该着重解决以下问题：1）加强场地实用性研究，充分考虑萘的特性及其对土壤和地下水中萘降解效果的影响；2）强化萘高级氧化降解机理及安全性的研究，探究氧化剂及其活化剂和氧化过程中生成的副产物对环境的影响；3）与其他修复技术联用；4）拓宽氧化剂的使用范围，提高氧化剂的利用率；5）对萘-苯复合污染进行降解机理及效果研究。萘和苯同为焦化场地主要关注的地下水污染物，苯超标区域往往伴随着萘超标，呈现明显的共溶迁移特征，但是目前对于萘–苯复合污染降解机理研究尚处空白，亟需开展地下水萘–苯复合污染原位高级氧化技术的研发与推广应用，为我国典型焦化场地地下水污染风险管控与治理提供技术支撑。
该成果得到国家重点研发计划场地土壤污染成因与治理技术重点专项和国家自然科学基金项目资助。
作者简介
INTRODUCTION
陈梦舫
研究员
主要从事工业场地土壤与地下水污染风险管控技术、绿色高效环境修复功能材料、矿山地下水污染过程及生态修复技术等研究，构建了基于风险的多介质污染迁移与暴露耦合评价体系，自主开发的场地健康与环境风险评估系列软件（HERA、HERA++、HERA-3D）已成为我国场地污染风险管控的重要工具；研发了零价铁、生物质炭、过硫酸盐、粘土矿物等多种新型环境复合功能材料，形成了绿色高效还原、高活性自由基调控高级氧化等修复技术体系，建成了国际上首个新型纳米零价铁复合材料原位地下水化学反应屏障等三个地下水污染修复示范工程；共组织了15届工矿场地风险管控与修复国际国内学术研讨会与科学传播活动，为国家培养土壤与地下水污染风险管控技术人员近5000名。
主持国家重点研发计划、国家自然科学基金、环保公益性行业专项、中欧国际合作等20项课题；授权国家发明专利8项；发表污染风险管控与场地丛书著作6部；在Chem Eng J、J Hazard Mater等主流期刊发表SCI论文80多篇（其中中科院一区30篇、六篇入选ESI高被引论文、单篇最高引用550次）、40余篇中文核心期刊论文；获环境保护科学技术、中国土壤学会科学技术二等奖2项，为我国工矿场地土壤与地下水污染综合治理与安全开发利用提供了系统解决方案。
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