Đây là một quá trình mà bản chất là tạo ra tác nhân ôxy hoá là gốc OH•. Tác nhân hoá học được sử dụng nhiều là H2O2 (với các chất xúc tác thích hợp như muối của Cu, Mn), ozon, Fenton (H2O2/Fe2+), bichromat, manganat. Nhìn chung, phương pháp này có nhiều yếu tố chi phối như hàm lượng chất độc hữu cơ cần oxy hoá, môi trường chất mang, chất xúc tác…Phản ứng xảy ra nhiều giai đoạn với các sản phẩm trung gian. Cần nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu trong từng trường hợp cụ thể ở nước ta để phản ứng xảy ra có hiệu xuất cao nhất.
+ Tác nhân quang hoá (Photochemical) là quá trình ôxy hoá quang hoá mà chất hữu cơ độc hại bị phân huỷ dưới tác dụng của tia UV (bước sóng từ 280- 410nm) và chất xúc tác như TiO2 (Hệ TiO2/UV), với sự có mặt của ôxy trong không khí. Tuy đây là phương pháp có chi phí thấp và thời gian xử lý kéo dài.
+ Phối hợp tác nhân ôxy hoá và quang hoá (ozôn + UV, Fenton + UV…) có thể tăng hiệu quả phân huỷ chất độc hữu cơ. Tuy nhiên, hiệu quả phân huỷ cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ dày của lớp cần xử lý, điều kiện thời tiết, sự phân huỷ quang hoá của chính H2O2. Phương pháp ozon + UV chỉ có thể áp dụng cho pha lỏng và pha khí.
1.5.8. Phương pháp oxy hoá bằng tác nhân Fenton kết hợp với phương pháp Fenton quang hoá [17]
Ưu điểm: Tác nhân Fenton (H2O2 + Fe2+) là một trong các hệ oxy hoá mạnh nhất và được nghiên cứu một cách hệ thống nhất.
- Tác nhân Fenton (H2O2 + Fe2+) là tác nhân hoá học an toàn nhất đối với môi trường
- Hoá chất thông dụng và rẻ tiền.
- Fenton quang hoá là một kỹ thuật mới, hiệu quả cao và là một công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời sẵn có quanh năm ở Việt Nam.
- Thiết bị xử lý có thể tự chế tạo ngay tại Việt Nam và với việc sử dụng tác nhân Fenton (H2O2 + Fe2+) tương đối sẵn và rẻ tiền trên thị trường nên tổng giá thành xử lý có thể chấp nhận được.
- Có thể xử lý được các loại đất bị ô nhiễm DDT với nồng độ cao đạt đến ngưỡng cho phép, nếu kết hợp với các phương pháp xử lý khác như phân huỷ sinh học và xử lý bằng thực vật, có thể khôi phục và sử dụng đất vào các mục đích dân sinh và nông lâm nghiệp.
Bản chất của phương pháp xử lý đất ô nhiễm bằng phương pháp Fenton quang hoá:
H2O2 + Fe2+ = Fe(OH)2+ Fe3+ + HO- + HO• (1) Fe3+ + H2O2 Fe2+ + H+ + HO2• (2) Fe3+ + HO2• Fe2+ + H+ + O2 (3)
HO• + Fe2+ Fe3+ + HO- (4) HO• + H2O2 HO2• + H2O (5)
HO2• + Fe2+ + H+ Fe3+ + H2O2 (6)
H2O2 2H2O + O2 (7)
Các phản ứng trên dẫn đến sự tạo thành gốc tự do OH• (1) và rất nhiều phản ứng cạnh tranh khác. Trong số các phản ứng cạnh tranh này tạo nhiều phản ứng tạo thành gốc hydroperoxil (2) và (5) và phản ứng mất gốc HO2• (4), (5).
Đối với xúc tác Fenton quang hoá thì phức Fe(OH)2+ có khả năng hấp thụ ánh sáng tử ngoại ở bước sóng 410 nm tạo thành gốc tự do HO• (8)
Fe(OH)2+ + hν Fe2+ + HO•
Do TiO2 (dạng anatase) có khả năng hấp thụ ánh sáng tử ngoại ở bước sóng 380nm nên thường được sử dụng làm xúc tác quang hoá cho hệ Fenton quang hoá.