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微生物诱导缓释铁磷协同稳定土壤镉砷
1
作者
李琦
李嘉欣
+4 位作者
司梦莹
廖骐
杨志辉
胡晓先
杨卫春
《有色金属(冶炼部分)》
北大核心
2025年第10期112-119,共8页
全球农业土壤普遍面临镉(Cd)与砷(As)两类典型重金属的复合污染挑战。由于Cd通常以可移动阳离子(Cd2+)存在,而As以含氧阴离子(H_(2)AsO_(4)^(−)或HAsO_(4)^(2−))形态存在,两者截然相反的化学行为使得传统单一污染修复策略在应对Cd-As复...
全球农业土壤普遍面临镉(Cd)与砷(As)两类典型重金属的复合污染挑战。由于Cd通常以可移动阳离子(Cd2+)存在,而As以含氧阴离子(H_(2)AsO_(4)^(−)或HAsO_(4)^(2−))形态存在,两者截然相反的化学行为使得传统单一污染修复策略在应对Cd-As复合污染时效率低下。为解决这一关键技术瓶颈,提出并验证了“微生物诱导缓释铁磷协同稳定化”新策略。首先利用土著溶磷菌(PSB)高效活化土壤顽固态磷库,72 h内生成50 mg/L的有效磷(AP),进而与Cd形成稳定磷酸镉沉淀固定镉;同时,通过零价铁(ZVI)的缓释氧化作用持续提供Fe^(2+),处理24 h后,生物有效态Fe^(2+)含量显著提升342.7%,促进砷酸铁矿物形成并增强铁氧化物对砷的吸附,从而实现砷固定。双路径协同机制在15 d的处理周期内展现了高效性,环境有效态Cd和As的稳定率分别达83.8%和68.1%,且两者均显著向高度稳定的残渣态转化,占比分别提升至总Cd的88.9%(提升19.3个百分点)和总As的72.5%(提升17.9个百分点),这种转化主要源于原本结合在无定形和晶质铁铝氧化物上的金属向残渣态的迁移。机制研究表明,Fe^(2+)可显著刺激(p<0.01)溶磷功能基因的表达,微生物介导的AP浓度也与矿化途径基因丰度显著相关(p<0.01),但低土壤pH环境(r=-0.68)会抑制磷活化。该技术通过定向调控功能微生物活性和强化铁磷循环协同转化,成功克服了单一稳定化材料修复复合污染效率低下的难题,为同步固定土壤中阴阳离子特性迥异的Cd和As提供了有效方案。
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关键词
镉和砷
解磷菌
缓释铁磷
协同稳定化
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职称材料
题名
微生物诱导缓释铁磷协同稳定土壤镉砷
1
作者
李琦
李嘉欣
司梦莹
廖骐
杨志辉
胡晓先
杨卫春
机构
中南大学冶金与环境学院
国家重金属污染防治工程技术研究中心
河南城建学院河南省水体污染防治与修复重点实验室
出处
《有色金属(冶炼部分)》
北大核心
2025年第10期112-119,共8页
基金
湖南省自然科学基金资助项目(2023JJ10065)
国家自然科学基金重大项目(22494684)
河南省科技攻关项目(242102321078)。
文摘
全球农业土壤普遍面临镉(Cd)与砷(As)两类典型重金属的复合污染挑战。由于Cd通常以可移动阳离子(Cd2+)存在,而As以含氧阴离子(H_(2)AsO_(4)^(−)或HAsO_(4)^(2−))形态存在,两者截然相反的化学行为使得传统单一污染修复策略在应对Cd-As复合污染时效率低下。为解决这一关键技术瓶颈,提出并验证了“微生物诱导缓释铁磷协同稳定化”新策略。首先利用土著溶磷菌(PSB)高效活化土壤顽固态磷库,72 h内生成50 mg/L的有效磷(AP),进而与Cd形成稳定磷酸镉沉淀固定镉;同时,通过零价铁(ZVI)的缓释氧化作用持续提供Fe^(2+),处理24 h后,生物有效态Fe^(2+)含量显著提升342.7%,促进砷酸铁矿物形成并增强铁氧化物对砷的吸附,从而实现砷固定。双路径协同机制在15 d的处理周期内展现了高效性,环境有效态Cd和As的稳定率分别达83.8%和68.1%,且两者均显著向高度稳定的残渣态转化,占比分别提升至总Cd的88.9%(提升19.3个百分点)和总As的72.5%(提升17.9个百分点),这种转化主要源于原本结合在无定形和晶质铁铝氧化物上的金属向残渣态的迁移。机制研究表明,Fe^(2+)可显著刺激(p<0.01)溶磷功能基因的表达,微生物介导的AP浓度也与矿化途径基因丰度显著相关(p<0.01),但低土壤pH环境(r=-0.68)会抑制磷活化。该技术通过定向调控功能微生物活性和强化铁磷循环协同转化,成功克服了单一稳定化材料修复复合污染效率低下的难题,为同步固定土壤中阴阳离子特性迥异的Cd和As提供了有效方案。
关键词
镉和砷
解磷菌
缓释铁磷
协同稳定化
Keywords
cadmium and arsenic
dephosphorylating bacteria
slow-release iron phosphorus
synergistic stabilization
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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题名
作者
出处
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1
微生物诱导缓释铁磷协同稳定土壤镉砷
李琦
李嘉欣
司梦莹
廖骐
杨志辉
胡晓先
杨卫春
《有色金属(冶炼部分)》
北大核心
2025
0
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