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含能化合物是因军事及民用弹药的长期广泛使用以及生产管理不当造成的主要污染物之一,具有氧化降解难、毒性高、积累强等特点,严重威胁生态环境和人体健康。过硫酸盐氧化技术具有环境友好、修复效率高、存留时间长、选择性强等特点,被广泛应用于有机污染场地修复中。过硫酸盐经零价铁活化后可产生大量强氧化性的SO4-·,从而高效降解大多数有机污染物。本研究针对TNT及RDX两种含能化合物污染土壤,开展了不同方式活化过硫酸盐氧化修复的筛选试验:探究各工艺参数对Fe0/PS体系降解土壤含能化合物效果的影响,并逐步进行工艺优化得到最佳反应条件;同时通过自由基淬灭实验及电子自旋共振技术(ESR)探究Fe0/PS体系中的活性物质种类及动态变化,结合反应动力学阐明降解反应机理,为含能化合物污染场地修复提供理论依据。本研究的主要结果如下:(1)探究6种不同活化方式(热活化、Fe2+活化、零价铁活化、纳米零价铁活化、腐殖质活化及过氧化氢活化)活化过硫酸盐对土壤中含能化合物(TNT及RDX)的去除效果,同时对比反应前后Fe0/PS体系中性质的变化(pH、Eh、TOC及过硫酸盐浓度等),以筛选出针对含能化合物处理的最优活化方式。结果表明:过硫酸盐经活化处理后对含能污染物(TNT/RDX)的去除效能得到了显著的增强,在6种活化处理方式中,热活化、Fe0活化及纳米零价铁(NZVI)活化对TNT及RDX的降解效果较优,均达70%以上。同时,仅纳米零价铁及Fe0活化处理后反应体系上清液中残留的含能化合物(TNT/RDX)含量较低可忽略,其他活化处理后均有约10%的含能污染物从土壤逸散到反应体系上清液中,造成潜在危害。此外,NZVI及Fe0活化体系对过硫酸盐的消耗量最大,活化效果最佳,对两种污染土壤中TOC去除效率较高,且相比于其他活化系统,Fe0及NZVI活化处理后土壤体系呈弱酸性,提高了修复安全性。Fe0活化因其活化效能高,成本低廉、绿色环保等优势最终被筛选为最优活化过硫酸盐降解含能化合物的方式。(2)探究各反应条件(土水比、PS与Fe0投加比例、PS初始浓度、pH值及反应温度等)对Fe0/PS工艺降解土壤中TNT及RDX的效能影响,并逐步进行实验参数优化,以筛选出最佳降解反应条件。实验结果如下:TNT及RDX的去除效率随着Fe0/PS体系含水量的增加呈先升高后下降的趋势;在PS与Fe0投加比例较低的情况下,TNT及RDX的去除效率随着Fe0投加量增加而增高,但当投加比例增加到一定程度时(PS:Fe0=1:4),污染物去除效能不再继续增强甚至会受到抑制;初始PS浓度也具有相同的影响,TNT及RDX的去除效率也均随着Fe0/PS体系中初始PS浓度的增加先升高后下降;酸性条件下两种含能化合物的去除效率均高于碱性条件,其中弱酸性(pH=6)时TNT及RDX的去除效果最佳;温度对Fe0/PS体系降解TNT及RDX具有促进作用,随着温度的升高,含能化合物的去除效率也增高。经筛选,Fe0/PS工艺降解TNT及RDX的最优条件为土水比为1:5,PS:Fe0=1:3,初始PS浓度为O.10mol/L,pH=6,温度为55℃,此时,土壤中TNT及RDX的去除效率分别高达97.0%和96.2%。(3)通过自由基淬灭实验及电子自旋共振技术(ESR)探究Fe0/PS体系中存在的活性物质种类及动态变化并阐明降解反应机理,同时探究阴离子(Cl-、HCO3-)对Fe0/PS体系降解含能化合物的影响及其引起自由基的系列变化。实验结果如下:Fe0/PS降解含能化合物的反应体系中存在的活性物质为SO4-·和·OH,且与·OH相比,SO4-·对TNT及RDX具有更高的反应性,是Fe0/PS体系降解含能化合物的最主要活性物质。反应体系中两种自由基存在竞争消耗过程,SO4-·信号强度随着反应时间的增加呈先增大后减小的趋势,而·OH的信号强度则随反应时间的增加持续增强。Fe0/PS体系对TNT及RDX的降解反应过程分为两个阶段,在快速降解阶段强度激增的SO4-·迅速攻击体系中目标污染物,实现了TNT及RDX的极速降解。在缓慢降解阶段,体系中大量SO4-·转化为了·OH,同时两种自由基也发生相互消耗反应从而降低了体系的氧化能力,Fe0/PS体系以缓慢的降解状态持续反应到240min。阴离子(Cl-、HCO3-)对TNT及RDX的去除效率具有双重影响,即低浓度阴离子对Fe0/PS体系降解TNT及RDX具有微弱的促进作用,而高浓度阴离子会抑制Fe0/PS体系对TNT及RDX的降解效能。