老龄垃圾渗滤液污染的地下水中含有大量难降解和高毒性的有机物,可生化性低,传统生物处理法存在局限。高级氧化法能将大分子有机物降解成小分子有机物,提高地下水可生化性,还能将部分有机污染物彻底氧化,为老龄垃圾渗滤液污染地下水的修复提供了新途径。基于过一硫酸盐(PMS)活化的高级氧化技术具有活化能量低、氧化效率高等优点,在处理难降解有机污染物方面具有广泛应用前景。开发低成本、高效的活化剂是该技术的关键,黄铜矿(NCP)是一种来源广泛的铜铁双金属硫化矿物活化剂,将其应用于PMS的活化可显著提高修复性能和降低修复成本。研究以某非正规垃圾填埋场老龄垃圾渗滤液污染的地下水为研究对象,采用NCP作为PMS的活化剂,探究了NCP/PMS氧化体系修复污染地下水的影响因素,阐明了NCP活化PMS的机理及污染地下水中有机污染物的转化途径与降解机理,采用蛋白核小球藻对修复前后的污染地下水进行了毒性测试,并采用砂柱实验对NCP/PMS修复老龄垃圾渗滤液污染地下水进行了室内模拟。研究结果为难降解有机物污染地下水的原位修复提供了数据及理论支撑。取得的主要研究成果如下:(1)表征了NCP的理化性质并测试了NCP/PMS氧化体系对有机物的降解效能。采用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电镜、透射电镜元素扫描和X射线光电子能谱对NCP进行了表征,NCP主要以Cu Fe S₂的形式存在,具有较高的纯度,主要元素Cu、Fe和S均匀分布在NCP表面,且以Cu⁺、Fe²⁺和S₂^2-形式为主;在自然p H值(7.8)下,NCP/PMS体系对污染地下水中有机物的降解效能明显优于NCP/PDS(过二硫酸盐)和NCP/H₂O₂,总有机碳和色度的去除率分别为69%和99%。(2)探究了NCP/PMS氧化体系修复污染地下水的影响因素。NCP/PMS修复污染地下水的单因素实验得到修复p H、PMS浓度和NCP投加量范围分别为6-10、10-40 m M和7-12 g/L;响应面优化实验得到经济最优和修复效果最佳的条件:p H为8、PMS浓度为25 m M以及NCP投加量为10 g/L,且影响的显著性依次是:NCP投加量>PMS浓度>初始p H值;在最优实验条件下,总有机碳和色度的去除率分别为71%和99%,且总有机碳的降解过程符合二级动力学模型,速率常数为0.038 g/(mg·min);NCP经四次循环后总有机碳降解能力仅下降了20%,具有良好的稳定性和可重复实用性。(3)阐明了NCP活化PMS的机理。污染地下水不同初始p H对NCP/PMS体系中活性物种(O₂^●─,^●OH和SO₄^●─)的生成具有较大的影响,其中^●OH和SO₄^●─为主要的活性物种;初始p H为8时,体系生成的^●OH和SO₄^●─强度最高,^●OH在反应前60 min内为主要的活性物种,随后SO₄^●─占据主导地位;反应后的NCP整体结构没有显著的变化,表面被不断氧化而变得粗糙;反应前后NCP表面Cu的价态主要是+1,Fe²⁺被氧化为Fe³⁺,S^2-、S₂^2-为主要的硫物种,S^2-、S₂^2-促进了Cu²⁺/Cu⁺和Fe³⁺/Fe²⁺的还原循环。(4)探究了有机污染物的转化途径及降解机理,并用蛋白核小球藻对修复前后污染地下水的毒性进行了测试。紫外-可见光谱和三维荧光光谱表明污染地下水中腐殖质与芳香类等结构复杂的有机物在体系中均被有效降解,有机物的浓度与分子量的聚合程度也有大幅降低;经NCP/PMS氧化体系修复后的污染地下水对蛋白核小球藻的生长抑制率降低了35%,毒性显著减小。(5)采用砂柱实验对NCP/PMS修复老龄垃圾渗滤液污染地下水进行了室内模拟。采用混合均匀的NCP和石英砂(体积比为1:3)填充一维有机玻璃柱,考察了NCP对连续流动的污染地下水的修复效果。在运行的前5天,出水总有机碳的去除率稳定在70%左右,16天内,总有机碳去除能力仅下降了20%,NCP具有较好的稳定性;NCP的金属溶出主要以Fe²⁺为主,同时还有Fe³⁺、Cu²⁺和Cu⁺。