微波辅助绿茶提取物通过硅酸盐结合态Fe(II)实现土壤Cr(VI)与Cd(II)的长效稳定化

《Science of The Total Environment》：Microwave-assisted green tea extract for the long-term effective immobilization of Cr(VI) and Cd(II) in contaminated soils: The crucial role of silicate-bound Fe(II)

本文推荐一种微波（MW）辅助绿茶提取物（GTE）修复Cr(VI)与Cd(II)复合污染土壤的新方法。研究揭示MW辐射能促进土壤中硅酸盐结合态Fe(II)的形成，进而高效还原Cr(VI)为Cr2O3/FeCr2O4并增强Cd(II)的晶格固定，360天后浸出浓度仍低于0.05 mg·L?1毒性限值，为铁矿物资源化利用及土壤健康促进提供了新见解。

　　

Highlight

本研究强调了硅酸盐结合态Fe(II)在微波辅助修复重金属污染土壤中的关键作用，并为利用土壤铁矿物资源以促进土壤健康提供了新的见解。

Conclusions

在本研究中，通过应用GTE结合微波增强技术，实现了对Cr(VI)和Cd(II)复合污染的富铁土壤的高效修复。具体而言，微波辅助的GTE处理增强了富铁土壤中硅酸盐结合态Fe(II)的形成和再结晶。这一过程可通过两个主要机制来解释：首先，硅酸盐结合态Fe(II)在微波辐射的影响下促进快速的电子转移。这有助于将Cr(VI)还原为毒性较低的Cr(III)，并以更稳定的形式（如Cr₂O₃和FeCr₂O₄）固定下来。其次，反应产物中铁含量较高的结晶相的增加，极大地增强了Cd(II)在其表面和晶格结构中的结合，从而提高了固定效率。因此，在最佳条件下（2.0 wt% GTE, 800 W微波辐照20分钟），99.9%的Cr(VI)和98.4%的Cd(II)被有效固定。经过360天的大气环境老化后，Cr(VI)和Cd(II)的浸出浓度仍保持在0.05 mg·L^?1的毒性限值以下，证明了该修复方法出色的长期稳定性。