Uniform magnetite nanoparticles (MNP) were prepared through a facile hydrothermal routine and subjected to the heterogeneous activation of persulfate (PS) to degrade norfloxacin (NOR). The degradation efficiency reached 90% within 60 min (the concentration of NOR and PS was 15 μM and 1 mM, respectively; dose of MNP: 0.3 g L−1; pH: 4.0). However, it was greatly inhibited with the increase of pH, especially at basic condition (pH0 = 9.0). This was probably due to the precipitation of the ferrous ions leached from the surface of MNP. In addition, hydroxyl radical was found to dominate the degradation process at acidic condition while both sulfate and hydroxyl radicals contributed to the degradation at neutral condition. Except the leached form, the structural ferrous ion on the surface of MNP also participated in the activation process through the redox reactions, as illustrated by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. Finally, four degradation pathways were tentatively proposed based on the identified intermediates and the transformation of piperazinyl ring seemed to be the primary one.

Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) are widely used worldwide and cause potential soil pollution. Fe2+-activated persulfate (PS) processes (Fe-PAPs) are promising techniques for soil remediation. However, a knowledge gap exists in the mechanistic insights into the dominant factors affecting the degradation of different PPCPs in varied soil types. This study systematically investigated the roles of soil components and pollutant properties in the degradation of three PPCPs (triclosan (TCS), triclocarban (TCC), and naproxen (NPS)) in the nine soils in the Fe2+/PS system. The degradation efficiencies of TCS and NPS ranged from 10.92 % to 91.62 % and 46.59 % to 99.81 %, respectively, whereas nearly no degradation was observed for TCC. PPCPs with high water- solubility, high energies of the highest occupied molecular orbital (EHOMO), low pKa values, low energy gap (ΔE), or low vertical ionization potential (VIP) were more favorable for degradation. XPS analysis suggested that aliphatic carbon (Ali–C–C(H)), ether or alcohol carbon (C–O), and aldehyde or ketonic carbon (CO) on SOM significantly inhibited TCS degradation. The results of ROS quenching experiments showed that SO4•− and 1O2 played major roles in TCS and NPS degradation in the six soils, with the relative contributions ranged from 24.82 % to 99.14 % and 0.15 % to 73.40 %, respectively. The interaction between soil components, active species, and pollutants resulted in the distinct intermediates of TCS and NPS in different soils. Our findings provide in-depth insights into the role of soil composition and pollutant properties on the remediation of PPCP-contaminated soils in Fe-PAPs.