来源：市场资讯
（来源：生态修复网）
第一作者：何俊辉
通讯作者：王楠、赵龙
通讯单位：华中科技大学
论文DOI: 10.1016/j.jhazmat.2026.141128
图文摘要
成果简介
近日，华中科技大学化学与化工学院王楠教授团队与电气与电子工程学院赵龙教授团队合作，在Journal of Hazardous Materials上发表了题为“Efficient remediation of PBDEs in soil by combined chemical leaching and electron beam irradiation”的研究论文。多溴二苯醚（PBDEs）具有环境持久性、生物蓄积性和远距离环境迁移性，其家族中多种化合物被列入持久性有机污染物（POPs）清单。针对土壤中PBDEs完全脱溴难、易积累毒性更高低溴代二苯醚等痛点，研究团队提出了化学淋洗与电子束辐照耦合联用策略。该技术采用甲醇高效提取土壤中的PBDEs，再利用电子束（EB）辐照处置提取液，在12 kGy低辐照剂量下，即可实现多种PBDEs高效、完全脱溴。此外，淋洗溶剂可多次循环利用，且无需适用贵金属等催化剂，显著降低了处置成本，为复杂环境基质中POPs治理提供了一种新方案。
全文速览
本研究构建了化学淋洗与电子束辐照耦合联用技术，用于高效处置土壤中PBDEs。该策略首先利用甲醇作为淋洗剂，对代表性污染物BDE4的提取效率达99%以上，成功将其从土壤中转移富集至液相；随后对淋洗进行电子束辐照，在12 kGy 的低剂量下即可实现 BDE47 的完全降解与彻底脱溴，最终产物为二苯醚（DE）和溴离子（Br⁻）。EPR与自由基捕获实验证实，溶剂化电子（e−solv）引发的还原脱溴是PBDEs降解的主要途径，其中，电子转移为整个反应的决速步。该机制与传统电子进攻引发的逐级脱溴不同，具有非选择性脱溴特征，可实现从一溴代到十溴代PBDEs的高效完全脱溴。此外，淋洗剂甲醇可循环再利用，连续使用5次后萃取与降解性能保持稳定。该技术为复杂基质中POPs治理提供了绿色、高效且具备工程应用潜力的新方案。
引言
PBDEs作为曾被广泛使用的溴系阻燃剂，因其持久性、生物累积性和潜在的神经、内分泌毒性，已成为备受关注的新污染物。由于疏水性强，此类物质极易在土壤和沉积物中富集。传统的填埋、焚烧等处理技术，存在二次污染风险高或能耗大等问题。还原脱溴是降解PBDEs的主要策略，但实现完全脱溴通常需要适用贵金属等催化剂。如何在不使用贵金属催化剂条件下，实现PBDEs污染土壤的绿色、高效修复，已成为当前环境领域亟待解决的问题。
图文导读
图 1：电子束辐照处置土壤和甲醇淋洗液中BDE47的（a）降解效率和(b) 脱溴效率。
研究发现，当对土壤中BDE47直接进行电子束辐照时，即使在高达 1000 kGy的辐照剂量下，其降解率仍不足 80%，脱溴率仅约 50%。相比之下，引入甲醇淋洗先提取土壤中BDE47，再利用电子束辐照甲醇提取液，只需5 kGy 辐照剂量，即可将 BDE47完全降解去除；当辐照剂量增至12 kGy，即可实现彻底脱溴。以上对比表明，将污染物从土壤相转移至液相是实现高效脱溴的关键前提，为本研究提出的耦合策略提供了直接依据。
图 2：(a) 不同溶剂对土壤中BDE47的淋洗率；各淋洗剂中BDE47的(b, c)电子束辐照降解动力学和(d) 相应的准一级反应速率常数 (kdeg)。
本文考察的几种溶剂对土壤中BDE47的淋洗率接近100%，均可实现高效萃取。然而，在后续的电子束辐照降解过程中，不同溶剂体系下BDE47的降解效率存在显著差异。其中，采用甲醇为淋洗剂时，BDE47的降解准一级速率常数kdeg显著高于其他溶剂，表明甲醇能促进还原脱溴反应的进行。
通过HPLC分析及标准物质比对，在BDE47降解过程中共鉴定出8种低溴代二苯醚中间产物，并确认最终降解产物为二苯醚。整个降解过程，体系内碳（C）与溴（Br）的质量平衡均保持良好，进一步验证了脱溴过程的彻底性。
2 (10 mmol L –1 )、苯 (50 mmol L –1 ) 或硝基苯 (20 mmol L –1 )存在下的降解动力学。(c) BDE47 在甲醇和氘代甲醇中的降解和 (d) 脱溴情况。
以TEMPO 为捕获剂，EPR 光谱测试表明电子束辐照体系产生了溶剂化电子e⁻solv。自由基清除实验（加入O2、硝基苯、苯）证实，溶剂化电子e⁻solv是引发BDE47降解的主要活性物种。进一步，采用甲醇和氘代甲醇（CD3OD）的对比实验表明，电子转移过程而非氢原子转移是BDE47降解过程的决速步。
图 5：(a)连续五个循环周期中，BDE47的淋洗率和电子束辐照后的脱溴率。(b) 第一、第三和第五次循环中淋洗液（标记为 1、3 和 5）及经12 kGy电子束辐照（标记为 1′、3′和 5′）后的HPLC 图谱。
收集辐照后的甲醇用于下一批污染土壤的淋洗及后续电子束辐照处理，如此循环5次。实验结果表明，经过5次循环使用，BDE47的淋洗率及辐照后的脱溴率均无明显下降（图5a）。最终产物DE和Br⁻达到一定浓度后，可通过低温结晶回收，实现了整个过程的绿色化。
图 6：甲醇淋洗与电子束辐照耦合联用处置土壤中PBDEs 同系物。(a) 八种 PBDEs 同系物的淋洗率，以及 (b) 经电子束辐照后的脱溴率。其中，BDE209污染土壤的淋洗液是甲醇和THF的混合溶剂（1:1, v/v）。
无论是一溴代还是十溴代PBDE（BDE1, BDE15, BDE47, BDE75, BDE116等），该方法对多种PBDEs均表现出优异的处理效果（图6）。针对强疏水的高溴代污染物BDE209，通过优化溶剂配比（如采用MeOH/THF混合溶剂）可实现100%的淋洗率及完全脱溴。以上结果进一步验证了该技术对不同溴代程度PBDEs的广谱适用性。
小结
本研究构建的化学淋洗与电子束辐照耦合联用技术，不仅实现了土壤中PBDEs完全脱溴降解与无害化处置，而且从机理层面证实了电离辐射在液相介质中驱动非选择性脱溴的独特优势。该成果为POPs污染土壤修复提供了一种非热处理的可行路径，具有重要的科学与技术意义。
作者介绍
第一作者：何俊辉，华中科技大学化学与化工学院博士研究生。主要研究方向为电子束辐照技术降解持久性有机污染物。
通讯作者：王楠，华中科技大学化学与化工学院教授，博士生导师。主要从事环境分析与污染控制化学方面的研究工作，重点围绕多溴联苯醚、全氟化合物等典型持久性有机污染物的治理难题，开发高效完全脱卤方法和技术。研究成果以第一/通讯作者在Environ Sci Technol、Appl Catal B Environ等期刊上发表SCI论文40余篇。持4项国家自然科学基金项目（3项面上和1项青年）及省部级项目多项。
通讯作者：赵龙，华中科技大学电气与电子工程学院教授，博士生导师。主要从事功能材料与辐射化学研究，致力于利用电离辐射技术进行新材料的开发，辐射工艺和辐射化学基础研究。在Adv Funct Mater、Nano Lett、Chem Eng J等期刊发表SCI 论文100 余篇。
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