地下水中三氯乙烯(TCE)污染修复方法

F. K. Ildiko等对H2O2降解TCE进行研究，并将其应用于实际的污染场地，得到了很好的降解效果。与KMnO4和H2O2相比，Fenton试剂可以更高效地降解TCE。赵景联等采用微波辐射Fenton试剂提高了水中TCE的降解率，并缩短了反应时间。S. Lewis等通过螯合作用改进Fenton试剂对TCE的降解，实验结果表明经改进的Fenton反应不仅可以在近中性条件下降解蓄水层和有机相中的TCE，还可以通过将Fe(Ⅱ)转化为其螯合物来控制H2O2的消耗，同时通过螯合作用防止Fe(Ⅲ)生成沉淀。

Fenton试剂和H2O2氧化TCE的过程有一定缺点：Fenton反应迅速，H2O2分解过快，放出巨大的热量和气体，这会威胁地下水土层结构的稳定和土著生物的安全。黄伟英研究了铁矿石催化过氧化氢-过硫酸钠去除地下水中的TCE。外加菱铁矿后，双氧化剂降解含水介质中TCE的能力显著提高。但暂不能确定反应对生物体无害。

过硫酸盐对TCE的氧化作用可以通过热活化和化学活化实现，C. T. Liang等发现在过硫酸钠处理TCE的实验中，有Fe2+或零价铁存在时TCE的浓度迅速下降。在20 ℃不外加其他物质时，过硫酸钠只能降解有限的TCE，通过热活化(40~90 ℃)后，TCE被迅速氧化，但是用加热的方式提高地下水温度，修复成本会非常高。除温度外，pH对过硫酸钠降解TCE也有一定的影响，他们发现温度在10~30 ℃时，TCE在中性条件下的降解率最高，且与碱性条件相比酸性条件使降解率下降得更多。

1.2.3 电化学法

由于电化学法具有效率高、环境友好、应用广泛等优点，最近得到了越来越多的关注。

权超等在三电极电化学体系中进行了TCE的降解实验，通过阴极直接补给电子，实现三氯乙烯在阴极的电催化还原脱氯。J. W. Shin等比较了由零价铁和沙子组成的渗透性反应格栅与外加电流的双相填充床电极对地下水中TCE的降解作用。结果发现后者的降解效果是前者的10倍，这表明外加电流可以促进零价铁对TCE的去除，但是其机理和最佳系统结构还需进一步研究。

P. Lakshmipathiraj等使用Ti/IrO2-Ta2O5电极通过阳极氧化TCE使其无害化。相同的实验条件下，Ti/IrO2-Ta2O5电极与Pt电极相比处理效果更好。B. Ntsendwana等研究了膨胀石墨-金刚石组成的电极对TCE的降解，在Na2SO4做支持电解质的情况下，膨胀石墨-金刚石电极对TCE的电化学氧化去除率为94%，而原始的膨胀石墨电极仅为57%，且膨胀石墨-金刚石是易于制备的复合材料，所以该方法既经济又有效。

1.2.4 光催化降解法

太阳发出的紫外线辐射可以通过氧化作用使有机污染物得到分解，且该技术具有能耗低、可在常温常压下进行、对污染物的降解率高等特点。但是，水中的有机污染物含量过高会导致分解效果受限，加入合适的催化剂可以很好地解决这一问题。S. Yamazaki等用小球状TiO2光催化降解水中TCE，研究表明当有S2O22-存在时，降解速度会显著加快。M. Farooq等发现粉末状的TiO2是更好的光催化降解TCE的催化剂，但是粉末状的TiO2从处理的水体中分离是难解决的问题。J. C. Joo等研究了用纳米ZnO/硅酸镁锂(NZLc)代替TiO2做光化学催化剂的有效性，实验发现在紫外线的照射下，用NZLc去除TCE，光催化作用是关键。该法使用的NZLc在处理各类水体时都易于回收再利用。

1.3 生物法

在所有的地下水TCE污染治理技术中，微生物修复是最有前景的修复技术之一。生物降解是指由生物酶催化复杂化合物的分解过程。生物法降解TCE的主体是微生物，微生物降解过程的核心是微生物的代谢。生物法去除有机物技术具有处理效率高、费用低、降解彻底、不造成二次污染和在现场就能处理等优点。

1.3.1 好氧生物法

好氧条件下，TCE生物转化过程主要通过氧化作用完成，可以降解TCE的细菌有甲烷氧化菌、苯酚氧化菌和甲苯氧化菌。但好氧条件下TCE一般不能作为唯一的碳源，很难被微生物直接氧化，只能发生在生长基质存在条件下，微生物对非生长基质(如TCE)转化的共代谢反应中。王雪莲等以苯酚作为TCE降解的共代谢基质进行实验研究，结果表明：未经苯酚驯化的活性污泥不能降解TCE，苯酚和TCE共代谢降解时，苯酚的存在促进了TCE的降解，苯酚质量浓度为40 mg/L时降解效果最好，TCE的氧化率为79.1%。

但是，由于酶抑制作用的增加或共代谢基质和还原剂的损耗，TCE及其降解产物的毒性会导致TCE降解酶失活、细胞活性降低，所以，TCE的好氧共代谢是个不可持续过程。为了解决这些问题，有学者提出了不同的方法，Y. Morono等向反应体系中加入降解酶所需的主要基质使反应继续进行。O. Suttinun等通过重复加入诱导物质如：异丙基苯、柠檬烯、枯茗醛或者将细菌固定在精油含诱导物质的植物材料上以保证酶的活性。还可以使用双阶段反应器来将细胞生长过程与TCE的降解过程分开或应用细胞固定技术来保护TCE降解菌和酶免受到TCE及其中间产物毒性的影响。