冷冻诱导亚硝酸根通过链式反应机制氧化亚砷酸：一种创新的水处理策略

本研究发现了一种创新的冷冻诱导水处理技术，利用亚硝酸根（NO2?）在低温条件下高效氧化剧毒的亚砷酸（As(III)）为毒性较低的砷酸（As(V)）。该反应通过冷冻浓缩效应，在冰晶间的液态微区（liquid-like layers）富集质子（H+）并生成高活性氮物种（如NO+和NO2），从而驱动链式反应，实现了NO2?的低消耗循环利用，为寒冷地区砷污染治理提供了新途径。

　　

亮点

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  在冷冻条件下，亚硝酸根（NO₂^?）能够有效地氧化亚砷酸（As(III)）。
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  亚硝酸根（NO₂^?）在氧化亚砷酸（As(III)）的过程中扮演着催化剂的角色。
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  冷冻诱导的质子（H⁺）富集促进了高活性氮物种的形成。
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  这项技术为寒冷地区的砷污染修复提供了一种有前景的方法。

结论

我们研究了在冷冻条件下亚硝酸根（NO₂^?）对亚砷酸（As(III)）的氧化作用。虽然在水溶液中没有发生氧化反应，但当水溶液冻结时，该反应迅速进行。这种冷冻诱导的氧化作用归因于质子（H⁺）在液态微区（liquid-like layers）的富集，以及随后亚硝酸根（NO₂^?）在冷冻过程中转化为高反应活性的亚硝酰阳离子（NO⁺）和二氧化氮（NO₂）。值得注意的是，由于亚硝酸根（NO₂^?）在氧化亚砷酸（As(III)）并在有氧气（O₂）存在下被再生（NO₂^? → NO⁺ → NO ...），因此只需添加少量亚硝酸根（NO₂^?）即可氧化大量亚砷酸（As(III)）。这种基于冷冻的方法利用亚硝酸根（NO₂^?）来氧化亚砷酸（As(III)），为处理寒冷地区的砷污染饮用水提供了一种有前景的策略。