海藻酸钠改性球磨铁尾矿调控土壤中Pb(II)、Cu(II)、Ni(II)沉积路径及协同稳定机制研究

本研究创新性地利用球磨活化铁尾矿(FeT)中的SiO2与Fe2O3构建表面硅缺陷，并通过海藻酸钠(SA)改性形成SA-nFeT复合材料。实验证实其通过SA-Fe(III)-SiO2(defect)结构调控重金属沉积优先级，显著提升Pb(II)、Cu(II)、Ni(II)残渣态比例（分别增加14.72%、4.89%、8.71%），同时改善土壤微生物群落结构与理化性质，为多金属污染土壤修复提供新策略。

　　

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Preparation materials of SA-nFeT

选取鞍山铁尾矿(Anshan Iron Tailings)为基底材料，经风干、初筛去除大颗粒杂质后，通过80目筛分，105°C烘干24小时。将预处理后的铁尾矿与玛瑙球按质量比1:10混合，置于行星式球磨机中以400 rpm转速干磨6小时，获得纳米级铁尾矿(nFeT)。将nFeT与海藻酸钠(SA)溶液按1:5质量体积比混合，持续搅拌12小时后离心收集，60°C真空干燥制得SA-nFeT复合材料。

Characterization of SA-nFeT

扫描电镜(SEM)显示原始FeT表面光滑（图2a），球磨后nFeT颗粒显著细化，表面出现褶皱与阶梯状结构（图2b）。SA改性后材料表面呈现典型有机-无机复合形貌（图2c）。X射线光电子能谱(XPS)证实SA成功负载于nFeT表面，并检测到Fe(III)-O-Si键特征峰。比表面积分析(BET)表明nFeT孔隙结构发达，为重金属吸附提供丰富活性位点。

Conclusion

本研究通过机械球磨活化与SA改性制备的SA-nFeT复合材料，在土壤重金属修复中展现出以下机制：

(1) SA-Fe(III)-SiO_2(defect)桥接体系对Pb(II)、Cu(II)、Ni(II)的协同吸附作用；

(2) 通过调控重金属沉积路径促进高稳定性多金属复合物形成；

(3) 改善土壤微生物群落结构，提升有益菌丰度；

(4) 有效优化土壤pH、电导率(EC)与有机质(OM)等理化指标。