多环芳烃(PAHs)具有“三致”效应,广泛存在于土壤中,处理起来有很大的难度。催化臭氧化是处理土壤多环芳烃污染的有效措施,但是目前使用的催化剂大多成本较高或难以制备。钢渣是钢渣冶炼过程中产生的大宗工业固体废弃物,其产生量大,综合利用率低。作为金属氧化物的复合物,钢渣的主要成分均已被证明能够催化臭氧分解产生羟基自由基(·OH)来实现催化臭氧化,但是钢渣的催化机理和效能还未可知。同时,PAHs在臭氧化降解过程中可能会产生抵抗进一步降解的作用或生成比母体化合物具有更低生物降解性的氧化中间体,其毒性还有待确定。以钢渣为原料催化臭氧氧化处理土壤中的多环芳烃,不仅能“以废治废”,并且对于有效解决我国土壤修复问题及钢渣再利用难题具有双重意义。本文利用对氯苯甲酸(p-CBA)探针法评价钢渣催化臭氧氧化去除水中p-CBA的效能,并通过p-CBA降解率、钢渣的成分形貌以及钢渣中主要成分催化臭氧化的效能来分析其机理。同时以菲和芘为目标污染物,利用钢渣催化臭氧化处理土壤中的PAHs,优化工艺条件,并分析了催化臭氧化后的产物组成。在催化臭氧化机理和催化剂效能评价实验中,臭氧直接氧化p-CBA的效率低,加入钢渣后,臭氧对p-CBA的氧化去除效果显著提高。钢渣的主要化学成分为CaO、MgO、A12O3、MnO以及铁氧化物等,反应后Fe2O3特征峰减弱而Fe3O4特征峰增强,-CH3和C-O基团峰值显著增高。催化反应前后,钢渣主要成分、物相组成和官能团没有明显变化,说明钢渣仅起到了催化剂的作用。钢渣催化臭氧化过程中H2O2含量随时间的增加而增加,推测存在类Fenton反应机制。在钢渣催化臭氧化处理土壤中的菲和芘的实验中,主要研究了臭氧浓度、钢渣投加量、土壤与水的固液比、pH等影响因素对菲和芘降解率的影响。在单因素实验的基础上,利用响应曲面法中的Box-Behnken(BBD)对菲和芘的降解工艺进行了优化。研究表明,菲和芘的降解率随臭氧浓度、钢渣投加量、pH的升高而升高,随土壤与水的固液比的升高而降低,且菲的降解率高于芘。根据响应曲面分析,得出优化的菲和芘的降解率条件为:初始pH为8.86,固液比为1:1.6,钢渣投加量为14.84 g,臭氧浓度为2.96 mg/L。求得菲和芘的降解率分别为94.34%和83.12%。通过催化臭氧化反应后产物分析的实验研究,得到如下结论:臭氧化后残留的菲和芘的相对丰度显著高于其它产物,氧化中间体有2,4-二叔丁基苯酚和柠檬酸三乙酯等,其生物降解性较菲和芘显著提高。菲和芘的臭氧化形式可能是原子型攻击。