过硫酸盐是一类氧化性较强的氧化剂，物质本身具备一定氧化能力，在特定条件下可被活化，释放氧化能力更强的硫酸根自由基（SO₄・⁻）。随着科学技术持续发展，依靠活化过硫酸盐产生硫酸根自由基的高级氧化技术得到广泛关注，现已大量应用于废水、地下水以及土壤有机污染治理领域。

过硫酸盐结构与性质

过硫酸盐主要分为过一硫酸盐和过二硫酸盐两类，属于过氧化氢（H₂O₂）的衍生物。过氧化氢分子中的一个氢原子被三氧化硫取代后形成过一硫酸盐；若过氧化氢分子中的两个氢原子均被三氧化硫取代，则生成过二硫酸盐。

过一硫酸氢钾 KHSO₅（简称 PMS）是过一硫酸盐的典型代表，氧化还原电位为 1.82 V，本身具备氧化性。Oxone 是过一硫酸氢钾商品化复合盐，由 KHSO₅、KHSO₄和 K₂SO₄混合组成，外观为白色颗粒粉末，性质稳定、采购成本低，是实验室研究与工程应用中常用的过一硫酸盐药剂。

过二硫酸钾 K₂S₂O₈（简称 PDS）是过二硫酸盐的代表物质，氧化还原电位可达 2.01 V，较高的电位赋予其固有氧化性。市面上常见的过二硫酸盐包含钠盐、钾盐与铵盐。其中过硫酸钾水溶性较差，过硫酸铵水溶液稳定性不足；而过硫酸钠溶解性能好、水溶液稳定，可适应较宽 pH 区间，因此在水污染治理场景中使用较为广泛。

PMS 与 PDS 虽然自身氧化电位较高，但直接与有机污染物反应时，氧化降解效果并不突出。只有经过活化生成硫酸根自由基，才能高效降解水体中的有机污染物。PMS 分子结构不对称，相比 PDS 更容易被激发活化。早在 1956 年，Ball 和 Edwards 就提出利用二价钴离子催化活化 PMS 的技术思路。

过硫酸盐应用

早期过硫酸盐主要应用于生物化学领域，近年来才逐步在环境治理领域推广。目前主流的过硫酸盐活化方式包含能量激发活化、过渡金属活化、碱活化三类。

能量激发活化

依靠热能、紫外光、超声等外部能量输入，破坏过硫酸盐分子内的过氧键，生成硫酸根自由基。已有研究证实，热活化 PDS 产生的硫酸根自由基与羟基自由基可降解氯乙烯；热活化 PMS、PDS 均能够去除水体中的微囊藻毒素 LR；紫外催化 PMS 体系可有效降解苯氧胺。多项研究证明，能量激发活化过硫酸盐可以有效降解水体污染物。 但该技术存在明显短板：紫外活化需要波长小于 270 nm 的紫外光才能打断 O-O 键；热活化所需活化能高达 140.2 kJ/mol，活化条件严苛，限制了该工艺在实际工程场景落地。

过渡金属活化

过渡金属可在常温常压条件下活化过硫酸盐，产生硫酸根自由基，反应条件简单易实现。其中二价钴离子催化 PMS、银离子催化 PDS 的活化效果较好。Co/PMS 体系属于类芬顿技术，在 pH 3~8 范围内均可维持较高氧化活性，具备氧化能力强、适用 pH 范围广、催化效率高的优势。 该工艺同样存在局限：过渡金属药剂成本偏高，回收难度大；金属离子本身具备生物毒性，容易造成水体二次污染，增加后续尾水处理成本。

碱活化

碱性环境下，过硫酸根离子先氧化氢氧根生成 HO₂⁻；生成的 HO₂⁻进一步与过硫酸盐发生反应，断裂 - O-O - 键并生成硫酸根自由基。相关文献表明，碱活化过硫酸盐可以降解乙烷、多氯联苯复合有机污染物以及苯甲醇，有机物降解效率会随着体系 pH 升高而提升。 碱活化体系需要维持 pH＞10 的强碱性环境，强碱会腐蚀设备，对反应器耐碱性能要求较高；反应完成后还需要投加药剂回调水体至中性，整体运行成本偏高，因此工程应用较少。

现阶段，活性炭活化、有机物活化、石墨烯活化等新型活化技术持续得到研究开发，过硫酸盐高级氧化技术正朝着绿色环保方向不断迭代。深入研究过硫酸盐活化反应机理，推动该技术落地工程实践，在污水治理项目中持续验证理论成果，处理各类污水，是未来过硫酸盐技术发展的主要方向。