基于硫酸根高级氧化降解阿特拉津的研究进展

2021-03-31宋文俊

西部皮革 2021年20期

宋文俊

（西南交通大学地球科学与环境工程学院,四川成都 611756）

阿特拉津(ATZ)是一种使用广泛的选择性三氮苯类除草剂[1]，它可以通过抑制阔叶杂草的光合作用，来达到除草的作用，玉米、高粱和甘蔗等田间的杂草去除多采用阿特拉津。阿特拉津的半衰期变化幅度较大，在水中的半衰期大约是6 个月，在土壤中半衰期在14～109 天之间不等[2]。阿特拉津不仅会影响表层的水、土壤，其还会向地下进行迁移，对地下水和深层土壤造成污染，从而对人类的健康具有威胁性。

1 硫酸根高级氧化

过硫酸盐(PS) 氧化技术优势明显，高氧化性、室温稳定性等都是该技术具有良好发展前景的推动力。在PS的活化过程中，PS的O-O键断裂，从而产生了硫酸根自由基(·SO4-)。该种技术能够发挥出对有机污染物的去除性能，过硫酸盐的活性是关键因素。

2 目前相关研究成果

目前对该种技术的主要研究就是采用一定的手段进行过硫酸盐的活化，从而达到对于阿特拉津进行去除的目的。

韩昌序等[3]以抗坏血酸作为主要活化物质，发现这种物质确实可以有效促进过硫酸盐分解，在单位时间内获得更多·SO4－，并且抗坏血酸阴离子C6H7O-6也能起到良好的活化作用，加快了对ATZ的降解。

Yang 等[4]利用简单的溶剂热法制备Co3O4/g-C3N4，可见光与Co3O4/g-C3N4协同催化生成·SO4-，对于阿特拉津降解效率在35min内达到78.5 %。在NO3-、SO42-、Cl-、CO32-共存离子环境中，CO32-对阿特拉津的降解有明显的抑制作用，e-、·OH、SO42-为主要活性物质。

孙绍芳等[5]探究了Fe(Ⅵ)/Na2SO3体系对ATZ 的降解效能，发现单独的Fe(Ⅵ)或单独的Na2SO3对ATZ 的降解效率比较低，但是作为复合体系降解效率高于单独一种物质的体系，复合体系对于ATZ 的降解效率先增大后减小,其中最佳 Na2SO3投加量为150～200µmol/L.

马晓等[6]采用共沉淀法将钴基-普鲁士蓝类似物(CoCo-PBA)负载于层状双金属氢氧化物CuFe-LDH 上，制得复合材料CoCo-PBA@CuFe-LDH，用于活化过一硫酸盐(PMS)，CoCo-PBA@CuFe-LDH 具有较好的催化活性和重复使用性，经过循环使用4 次后，ATZ 的降解率仍然能达到83.4%。

Shen 等[7]使用钼酸铋对过氧硫酸盐进行活化，并在可见光的照射下进行阿特拉津降解实验，在最佳条件下(即0.6g/L Bi2MoO6、0.8mM PMS 和可见光照射)处理60 分钟后，ATZ 可被完全去除(>99%)。并且对Bi2MoO6催化剂进行表征，结果表明，Bi2MoO6催化剂在vis/Bi2MoO6/PMS 体系中具有优异的稳定性和极低的金属浸出率。

Wang 等[8]证明黄铁矿比常用的硫酸亚铁更能有效地活化过硫酸盐降解阿特拉津，其对阿特拉津的降解效率是硫酸亚铁/过硫酸盐的1.4 倍，而FeS2/PS 的PS 消耗量仅为FeSO4的53%，这个可以归因于FeS2缓慢且可持续地释放溶解性Fe（II），抑制离子之间的猝灭反应，从而产生更多的活性物质用于ATZ 的降解。

Xu 等[9]以海泡石为载体，采用共沉淀法制备了新型磁性Fe3O4海泡石复合材料，用其激活过硫酸盐降解阿特拉津。由于Fe3O4海泡石复合材料对ATZ 具有良好的吸附能力，因此认为吸附过程促进了ATZ 的降解，因为吸附的ATZ 更容易转移到活性部位并在原位降解。

Jiang 等[10]研究了零价铁/生物炭复合材料（ZVI/BC）活化过硫酸盐（PS）对阿特拉津的降解性能和机理。结果表明，阿特拉津的去除率达到73.47%。此外，通过响应面法获得了最佳参数（175 mg/L ZVI/BC，2mM PS，初始pH 为3）。同时，在最佳条件下，阿特拉津的去除率较高（83.77%）。自由基猝灭研究和电子自旋共振表明，PS 活化过程中产生的活性物质，·SO4−和HO·是降解阿特拉津的主要活性物质。

Diao 等[11]研究了一种新型生物炭负载的零价铁（BC-nZVI）被用作激活过氧单硫酸盐（PMS）的多相催化剂，用于从土壤中去除除草剂阿特拉津（ATZ）。结果表明，BC-nZVI/PMS 工艺对ATZ 的去除效果优于BC/PMS 或nZVI/PMS 工艺。在BC-nZVI/PMS 工艺中，BC/PMS 工艺与nZVI/PMS 工艺成功地实现了协同效应，在最佳反应条件下，ATZ 去除率接近96%。