1 引言
高级氧化技术作为一种新型污染物处理技术，其具有氧化能力强、环境友好、无二次污染等特点。传统的高级氧化技术在去除新兴污染物方面表现出良好的性能，主要依赖于羟基自由基(OH·)的强氧化性，(OH·)的氧化还原电位为2.8eV，可无差别的攻击大多数有机污染物的结构，发生快速的链式反应，无差别的将其转化成CO2、H2O或矿物盐，避免了二次污染。基于硫酸根自由基的高级氧化技术(Sulfate-based advanced oxidation processes, S-AOPs)具有半衰期长、pH适应性广、氧化还原电位高(2.5–3.1eV)等优点。研究人员对其活化方法、活化机制、技术的应用等方面进行了深入的研究。
2 S-AOPs发展现状
过一硫酸盐(Peroxymonosulfate, PMS)和过二硫酸盐(Persulfate, PS)在未经活化的情况下仍然无法彻底矿化有机污染物。因此，过硫酸盐的活化成为该技术的关键。研究表明，有多种办法可以激活过硫酸盐产生硫酸根自由基(SO4-•)。
2.1紫外线活化法
紫外线(UV)活化是指在室温下，通过紫外光的能量转移打破氧键产生SO4-•。目前，大多数关于UV/PS和UV/PMS去除抗生素的研究都集中在饮用水和合成废水上。在污水处理厂废水中，由于污水市政处理厂的浓度比剩余基质成分的浓度低3-5个数量级，因此大多数添加的氧化剂被基质消耗,目前基于真实废水的研究对于现场应用较少。现以紫外光作为主要光源，利用效率低。另一方面，科研工作者主要进行的是材料的制备和性能提高，然而设备运行成本较高等问题一直没有得到解决。
2.2热活化法
加热处理可以促进过硫酸盐产生SO4-•,但是热激活只对PS有效，对PMS无效。目前，只有热激活PS应用于垃圾渗滤液处理。在热激活PS系统中，垃圾渗滤液的总有机碳(TOC)在344K的温度下在5小时内被去除82.0%，随着温度上升至364K，TOC的去除率增加了12.0%。升高的温度为PS分解提供了更多的能量，产生了更高浓度的活性物种。在热活化PS工艺中，垃圾渗滤液的处理效率是温度的函数。值得注意的是，使体系保持高温需要消耗大量的能源，造成的潜在环境影响较大。
2.3超声活化法
超声波是利用超声波发生器发出的高频振荡信号使液体流动并产生数以万计的微小气泡。随着气泡的快速增长和闭合，气泡的局部温度和压力显著升高，从而激活PS/PMS。当空化气泡坍塌并闭合时，局部高温高压会破-O-O-结合并产生SO4-•的诱导机制与热激活过硫酸盐产生的自由基相同。到目前为止，US/PS已被用于去除微量污染物，如布洛芬、孔雀石绿等。Fagan等人使用高功率超声波(20kHz；250W)在一定温度范围内评估了活化过硫酸盐的协同效应。结果表明，在较低的总温度下，协同降解更强，同时节省了系统所需的能量。在大多数情况下，超声波通常与其他技术结合使用，以产生协同效应。
2.4.过渡金属及其复合物活化法
由于过渡金属活化法不需要额外的能量输入，同时具备较高的催化活性，受到了研究人员的青睐。过渡金属离子(Co2+，Cu2+，Fe0，Fe2+等)及其氧化物很容易获得和失去电子，其中 Co2+对PMS活化效果最好，但钴离子的溶出性高，可能导致癌症，被认为失去了一部分应用价值。Fe2+因价廉易得、无毒副作用、对环境友好等优点被认为是最有前景的过渡金属。通过不同过渡金属之间的相互结合，形成多金属催化剂的活化效率更高。
3 结论与展望
UV 法、热活化法和超声活化法往往伴随着极高的成本和大量能源的消耗。环境功能材料(过渡金属及其复合物活化)法由于无需再额外输入能源、操作简单、成本收益高等优点被广泛研究。但是对于环境功能材料生产，使用，回收等全生命周期的环境影响并没有得到重视，高级氧化过程通常对化学药品、能源、催化剂有很高的要求，并且可能产生带有特定问题和潜在环境影响的污染物(含金属离子的污泥，失效的固体催化剂等)。尽管有大量去除有机污染物的相关研究，但是什么是真正“绿色”的治理方案，并没有给出客观、综合的评估。我们呼吁研究人员对S-AOPs方案开展综合评估，帮助政府、企业做出正确的选择，为我国可再生能源的绿色、可持续发展提供更加全面的理论依据。
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