试论高级氧化技术在消防化学洗消中的运用前景

摘 要：在当今化学事故频发的社会，消防部队在处置各类化学事故中存在很多化学污染物的氧化洗消，但是目前在消防部队的洗消剂单一，并且效果不佳，如氢氧化钙，只能针对于几项有机物的洗消。现在社会广泛讨论的高级氧化技术产生的羟基自由基具有消防部队现有洗消剂所不及的很多优点，如效率高，无二次污染等。对于高级氧化技术产生的羟基自由基降解有机物如果用于消防洗消，那将会是化学事故处置的一个新的突破点。

关键词：高级氧化技术羟基自由基 氧化降解 二次污染

本文对高级氧化法氧化降解有机物的优势进行了一定的研究，旨在为消防部队在化学事故处置和洗消中使用羟基自由基氧化的方法提供一些参考。目前面对我国化学事故频发的现况，对于处置化学事故和洗消的方法和药剂的要求越来越高。而现在高级氧化法氧化降解有机物主要运用于废水处理，但是这种无其他有毒副产物的绿色环境污染处理的方法很少运用在消防上。所以也是为了把这种有机物氧化降解方法运用在消防的化学事故洗消上提出参考意见。

一、高级氧化法的概述

高级氧化技术是以产生羟基自由基（•OH）为标志的，其本质就是利用羟基自由基氧化降解水相中的有机污染物的化学反应。

二、羟基自由基的概述

自由基( free radical, FR)是外层轨道上有不成对电子的原子、原子团或分子的总称。其中95%以上是氧自由基,也称为活性氧,是指机体内或者自然环境中由氧组成且性质活泼的物质。主要有超氧阴离子自由基(O2- • ) 、羟自由基( •OH) 、脂质自由基(LO•,LOO•)和氮氧自由基(NO•)等[1]。其中氧化活性最强的氧自由基就是羟自由基( •OH)，并具有以下特点[2]：

1、 氧化能力极强

2、 反应速率常数大

3、 选择性小，与反应浓度无关

4、 寿命短

5、 处理效率高，不产生二次污染

三、羟基自由基生成机理

自由基一般通过异裂反应、均裂反应或者电子转移反应产生的。常见的自由基形成主要有：热分解法，光解法，氧化还原法等。现今国内外对高级氧化技术产生羟基自由基氧化有机物的方法研究越来越成熟，目前主要有四种方法用于产生羟基自由基。分别是下列四种：

1、Fenton法•OH形成机理

2、纳米光催化氧化法•OH 的形成机理

3、电解氧化法•OH的形成机理

4、超声氧化法•OH的形成机理

四、羟基自由基氧化降解机理

羟基自由基的降解机理中，首先是由上述的几种方法和其他方法产生大量活泼的羟基自由基（•OH），•OH是中间产物，诱发后面的链式反应。由于•OH具有极强的氧化性，所以它能无选择性的对有机污染物进行氧化降解，且最后生成为CO2 、H2O以及无害盐。由于它是一种物理-化学处理过程，很容易加以控制，以满足处理需要[3]。

五、高级氧化技术在消防部队中的运用前景

（一）消防部队对以后化学事故处置要求提高需要更好的洗消剂

随着时代经济的发展，对于化学品的使用也越来越多，要求多功能，结构复杂的化学品也越来越多。正是由于如此，当今的化学事故灾害也越来越频发，所以我们消防部队对处置这类化学事故灾害的人员素质、技术手段、特别是洗消剂的使用等要求越来越高。现在基层中队大部分都在使用氢氧化钙（Ca（OH）2）和其他只能与普通的酸和碱发生化学洗消剂，并且效果不佳，这对于现在对化学事故处置的要求显然是不够的。所以我们消防部队目前需要改进的最主要的就是洗消剂的种类和运用，洗消剂的选择成为了最迫切的任务。针对现在各类有机无机的污染物，要想使用一种运用范围广，效果好，成本低的洗消剂，羟基自由基无疑是最佳的选择。

（二）羟基自由基氧化有机物在实际化学事故洗消中的优势和重要性

目前消防部队对于化学洗消，大多存在氧化降解不彻底，降解效果不好，一些难降解有机物无法降解的问题，而且还存在一些洗消剂在储存中受环境的因素而损耗洗消剂，降低洗消剂的洗消效果。但是羟基自由基只是氧化过程中的中间产物，平时并不需要储存，只在需要的时候通过各种方法产生羟基自由基，使其来降解被降解物，达到目的。而需要产生羟基自由基的试剂或电极等物品大都是化学性质稳定，不容易损耗的，只有在外加条件（如通电）的情况下才会产生羟基自由基进行被降解物的降解。不仅如此，羟基自由基用于化学事故洗消还具有下列优势：

1、 不产生二次污染。羟基自由基氧化降解被降解物后，产生的产物是CO2和H2O等不会造成二次污染的盐，所以是绿色降解。

2、 氧化彻底。由于羟基自由基的氧化能力强过很多物质，所以在氧化过程中会直接氧化被氧化物，并且不会产生中间产物和副产物，降解十分彻底。可以避免化学事故处置完成后，遗留一些副产物对周边的环境造成不必要的污染。

3、 洗消速度快。由于羟基自由基的化学性质十分活泼，有具有强烈的氧化特性，所以在进行氧化过程中速度十分快，可以迅速的将被氧化物快速的氧化完，避免一些事故的发生。

4、 可以氧化多种物质。通过第一张表格的对比，我们可以知道羟基自由基比绝大多数的物质氧化性都要强很多，所以对物质的氧化选择性非常小。所以消防部队只需要配一到两台羟基自由基产生的装置就可以了，无需进行大量的人工归类，配置相应的化学洗消剂。

所以如果羟基自由基氧化洗消在消防部队得以运用，那么可以解决完善很多现在消防部队存在的缺点和不足，对消防部队的意义十分重大。

（三）羟基自由基作为洗消剂在消防部队中的实用性

羟基自由基作为洗消剂在消防部队是很实用的，主要包括几方面：

1、储存环境要求不高，可以在普通条件下保存产生羟基自由基的装置和试剂。

2、产生装置可以重复使用，避免大量的人力物力的投入。

3、装置体积不大，而且价格成本降低

参考文献

[1] 宋卫锋, 吴斌, 马前等. 电解法降解有机污染物机理及动力学的研究[J]. 化工环保. 2001, 21（3）: 131～135.

[2] 杨芬, 张瑞萍, 贺玖明, 再帕尔•阿不力孜. 羟自由基的产生、捕集及检测方法[J].药学学报. 2007, 42（7）:692～697.

[3] 李艳. 阴阳极共同作用体系电催化降解邻硝基苯酚的研究[d]. 环境科学与工程. 2008.（刘彩映）