无序马基诺石（FeSm）的结构演变及其对砷吸附的影响

《Environmental Science & Technology》：Structural Evolution of Disordered Mackinawite (FeSm) and Its Impact on Arsenic Sorption

无序FeS?老化解剖揭示其动态吸附特性：XAS分析表明老化促进FeS?缺陷修复和颗粒生长，导致As(III)在中性pH下吸附效率下降（8.3%→3.3%），As(V)在酸性-中性pH下去除率降低（7.4%→4.0%），而碱性pH下长期老化促进As(0)形成。该研究挑战了FeS?静态吸附剂的传统认知。

　　

无序结构的mackinawite（FeS_m）在硫化环境中对砷的固定起着关键作用。然而，其结构演变及其对砷吸附行为变化的影响尚未得到充分研究。本研究采用铁和砷的K边X射线吸收光谱（XAS）技术，探讨了在pH 4.9–9.1范围内、砷浓度为1 mM时FeS_m老化对其砷吸附能力的影响。铁的K边XAS结果表明，老化过程促进了FeS_m中的缺陷修复和颗粒生长；与此同时，砷的去除效率下降，且这种下降程度随pH值和砷的形态而变化。在60天的老化过程中，pH 4.9时砷（As(III)）的去除率接近100%，而在pH 7.1时降至8.3%，pH 9.1时进一步降至3.3%；相比之下，砷（As(V)）的去除率在所有pH条件下均有所下降（例如，pH 4.9时从7.4%降至4.0%）。砷的K边XAS还显示，在酸性至中性pH范围内，由于FeS_m溶解度降低和金属导电性增强，老化过程促进了低价态砷（As(0)）的形成；而在碱性pH条件下，砷最初会形成表面络合物，但长时间老化更有利于As(0)的生成。这些结果挑战了将FeS_m视为静态吸附剂的传统观点，揭示了其动态性质，为提高其长期有效性提供了新的思路。