低温等离子体技术用于土壤污染修复具有操作简单、处理时间短、污染物去除效率高、无污染、无残留、无选择性等优点。目前对低温等离子体修复土壤污染的机理研究并不多,对机理的探讨也不够深入,该技术仍止步于实验室阶段。本研究选取壤质潮土和砂质潮土为研究对象,以苯并[a]芘(B[a]P)作为PAHs代表,通过等离子体参数、土壤参数等,研究大气压冷等离子体修复PAHs污染土壤的性能,并探究其降解的规律。利用多通道光纤光谱仪检测放电等离子体中活性基团,结合FTIR、GC/MS等对土壤中PAHs降解产物的分析,揭示其降解机理。通过等离子体处理前后土壤环境质量测定和植物毒性试验,研究等离子体修复土壤污染的同时可能引起的土壤有机质减少、土壤微生物活性降低等影响,阐明该技术对土壤污染修复的生态风险效应。主要研究结果如下:(1)采用介质阻挡放电(DBD)等离子体对B[a]P污染土壤进行修复。借助放电气体参数,土壤类型参数和污染浓度参数考察了土壤中B[a]P的降解特性。结果表明,随着等离子体照射时间增加,两种土壤中不同污染浓度的B[a]P均有大幅度降低。经过等离子体50 min处理,不同载气条件下,初始低浓度污染处理降解效率优于初始高浓度污染处理,砂质潮土各污染处理降解效率高于壤质潮土各污染处理,土壤中B[a]P降解符合一级动力学反应模型。不同载气中B[a]P降解梯度为:氧气>空气>氮气。氧等离子体主要生成含氧自由基,氮等离子体主要为含氮自由基,空气等离子体主要生成含氧自由基、含氮自由基以及羟基自由基,含氧物质越多,其氧化能力越强,污染物氧化降解效率越高。(2)通过多通道光纤光谱仪、高效气相色谱-质谱联用傅里叶红外光谱、总有机碳分析仪等测试分析等离子体降解B[a]P产物,探讨土壤B[a]P污染修复机理。结果显示,红外光谱图中并没有新峰出现,只有原始峰值强度发生变化,质谱图中未检测到中间产物的生成,可能是等离子体将有机污染物分解成CO2和H2O等小分子物质。随着等离子体放电时间增加,各污染土壤处理的有机碳含量均有所下降,其中氮等离子体最少,主要是因为其氧化能力最弱;各污染土壤微生物量碳、氮含量下降明显,均超过50%,说明等离子体修复土壤有机污染的同时会对土壤微生物环境产生一定的影响。(3)采用土培试验,通过对紫花苜蓿的发芽生长情况测定以及酶活性测定,推断等离子体修复土壤有机物过程中可能产生的生态风险效应。由试验结果可以看出,与对照相比,经过等离子体修复各污染土壤处理,植物生长情况均优于对照,但随着处理时间的增加,植物长势有所下降;说明等离子体修复引起的土壤微生物环境、酶活性发生变化,一定程度上抑制了植物生长。