Journal of Hazardous Materials | 砷还原菌介导的砷形态变化与矿物转化过程中再分布

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砷(As)是自然界中普遍存在的一种具有较高毒性的重金属。目前，地下水中As含量不断增高，其已经严重威胁了大众的健康。因此，探究As在污染土壤和地下水之间的迁移机理具有重要意义。一般而言， Fe(III)-氧化结合态As的动态变化受到异化As(V)还原的调控。然而，pH值和细菌环境对微生物介导As形态改变和铁矿物转化的耦合过程的影响尚不清楚。因此，该研究将As(V)结合的针铁矿与不同As(V)还原菌在不同pH值下培养。

结果表明，在pH = 7时，细菌的生长处于最佳状态，因而As还原效果最为显著。然而，当pH = 7时，由细菌引起的Fe(II)迅速形成诱发次生矿化和显著的As-再吸附，导致水中的As浓度是最低（0.8–3.7 mg/L）。本研究首次在时间演化角度提供了矿物相的光谱学证据，并表明了当磷酸盐存在时，蓝铁矿会先沉淀并吸附大量的As(III) (40-44%的固态As)。此后，持续增加的Fe(II)可能催化纤铁矿最终形成磁铁矿，进而螯合成水溶态As(III)。相反地，在pH值为5和9时，细菌生长受到抑制，微生物所衍生的Fe(II)浓度相对较低，则不会引起次生矿物形成。因而，释放的As(III)大部分留在溶液中(6–9.7mg/L)。该研究指出，在酸性或碱性条件下， Fe(III)氧化结合态As在生物反应中可能产生更大的风险。此外，细菌种类可能会强烈地影响铁矿物转化途径以及As固液相的再分配。

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https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122886

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