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纳米四氧化三铁(Magnetite Nanoparticles,MNPs)粒子是否能够在地下环境中长距离传输和污染羽区域内均匀分布是制约其原位修复污染土壤和地下水效果的一个关键因素。此外在原位化学氧化(In-situ chemical oxidation)技术中,动态流场条件下,多孔介质中的MNPs的含量以及反应体系中过硫酸盐(Persulfate,PS)的浓度对难降解有机污染物的去除效果也有重要影响。以往修饰MNPs的办法通常是在MNPs制取过程中添加羧甲基纤维素(CarboxymethylCellulose,CMC),虽然提高了 MNPs粒子的分散性,但存在降低其反应活性的弊端。针对这个特性,本文第二章中采用CMC溶液处理制备好的MNPs,通过zeta电位、颗粒粒径和沉降曲线的变化对比了修饰前后的MNPs在模拟地下水溶液中的稳定性,并通过一维柱实验考察了修饰前后的MNPs在石英砂介质中的迁移性能。结果表明,由于CMC对MNPs的修饰增大了 MNPs表面的负电荷电量,有效抑制了 MNPs的团聚,从而使得MNPs在CMC溶液中的稳定性远高于其在背景模拟地下水溶液的稳定性,相应作用也使得CMC修饰下的MNPs在石英砂介质中的迁移性能大大增强。由于CMC的修饰提高了 MNPs在多孔介质中的迁移性,MNPs得以在石英砂柱中大量填充。但是动态流场条件下,使用MNPs原位激活过硫酸盐对难降解有机污染物的降解行为及影响因素尚未明了。因此本文第三章中以1,2-二氯乙烷(1,2-dichloroethane,DCA)作为目标污染物,通过对比DCA、PS在MNPs填充后的石英砂柱中的穿透曲线以及降解产物(SO42-、Cr和溶出性Fe)的淋洗曲线,并且分别计算出DCA在饱和石英砂柱中的降解率,PS在传输过程中的分解率和MNPs在反应过程中Fe的溶出量等指标,用于定量分析不同填充量MNPs和不同PS浓度对DCA去除效果的影响,结果如下:砂柱中MNPs的填充量分别为1.9%(1.4g)和5.4%(5.2g),流入液中PS与DCA的摩尔浓度比分别为2:1,5:1,20:1。结果表明,在没有填充MNPs的砂柱中,注入DCA+PS混合液(PS/DCA=20:1),在有限的水力停留时间内(7h),DCA和PS并没有发生反应。相比之下,向填充过1.9%MNPs的石英砂柱中通入相同的DCA+PS的混合液,DCA的去除率达到15.5%。当MNPs的填充量由1.9%提高到5.4%时,只向砂柱中通入DCA溶液,DCA的去除率升高了近3倍(由4.8%升高到13.3%),通入DAC+PS混合液(PS/DCA=20:1)时,DCA的去除率升高了 36.7%(由l5.5%升高到20.5%)。此外,相同实验条件下降低反应体系中PS的浓度并没有使DCA的去除率显著降低,但是相对PS过量的情况(PS/DCA=20:1),被去除的那部分DCA没有被完全降解为CO2和H2O,而是生成了氯代中间产物。此外,模拟柱试验条件下使用MNPs-PS体系降解DCA,PS的消耗量(<10%)和溶解性Fe的产生量(<lmg/L)较低。这项研究表明,CMC可以有效的促进MNPs在多孔介质中的迁移,提高注入液中过硫酸钠的浓度可以提高DCA的去除率和矿化程度,相同条件下提高石英砂柱中MNPs的填充量(5.4%)并不能显著的提高DCA的去除率。MNPs-PS体系对Fe304和过硫酸钠的消耗量少,在原位修复有机污染地下水时具有显著的优势。