Abstract
Индустриализация привела к серьезным экологическим вызовам, прежде всего к загрязнению водных объектов стойкими органическими загрязнителями (СОЗ), такими как фармацевтические препараты, синтетические красители и токсичные органические соединения. Традиционные методы очистки, включая биологические процессы и коагуляцию, часто оказываются недостаточными для полной деградации этих химически стабильных веществ. В данном обзоре систематически рассматривается применение Фентон-подобных систем как перспективного процесса глубокого окисления (AOP) для детоксикации промышленных сточных вод. В частности, цель обзора заключается в сравнении эффективности деградации трёх приоритетных классов загрязнителей – токсичных органических соединений, синтетических красителей и фармацевтических остатков – и определении каталитических и эксплуатационных факторов, влияющих на работу процесса, а также оценке технико-экономических ограничений, связанных с промышленным масштабированием. Подробно описаны принципы работы и каталитические циклы с участием активных гидроксильных радикалов (•OH), при этом особое внимание уделяется переходу от классических гомогенных реакций к более универсальным гетерогенным системам. Современные достижения демонстрируют, что использование переходных металлов (Cu, Mn, Ni) и новых материалов, таких как металлоорганические каркасы (MOF) и биметаллические оксиды, позволяет этим процессам эффективно работать при pH, близком к нейтральному, преодолевая строгие ограничения по кислотности традиционной химии Фентона. Кроме того, показано, что интеграция физических стимулов, таких как ультрафиолетовое излучение (фото-Фентон), электричество (электро-Фентон) и ультразвук (соно-Фентон), значительно повышает генерацию радикалов и скорость минерализации сложных молекул. В обзоре приводится сравнительный анализ эффективности очистки, при которой степень удаления различных групп токсичных веществ часто превышает 95 %. Наконец, обсуждаются технические и экономические ограничения, включая шламообразование и энергоемкость, наряду с перспективами масштабирования этих технологий для устойчивого промышленного применения.