基于Excoecaria cochinchinensis与绿茶提取物的酸性矿山废水中铁纳米颗粒原位合成及重金属同步去除研究

本研究针对酸性矿山排水(AMD)中重金属/类金属污染难题，创新性采用Excoecaria cochinchinensis(EC)和绿茶(GT)提取物作为还原/稳定剂，在AMD中原位合成铁纳米颗粒(FeNPs)，实现污染同步去除。结果表明EC-FeNPs对As/Ni/Cd去除率(20.4%/15.31%/11.62%)优于GT-FeNPs，其170.14±3.22 nm的更大粒径与丰富酚酸基团相关，为AMD治理提供绿色新策略。

　　

酸性矿山排水(AMD)作为采矿活动产生的特殊废水，含有高浓度重金属和类金属，其强酸性及毒性对生态环境和人类健康构成双重威胁。随着全球矿产资源开发加剧，仅中国山西就有超8000座废弃矿井持续产生AMD，传统电渗析等技术虽有效但存在能耗高、操作复杂等缺陷。在此背景下，福建师范大学的研究团队独辟蹊径，将AMD中的铁离子转化为解决方案——利用植物提取物直接在AMD中合成铁纳米颗粒(FeNPs)，同步实现污染物去除与资源回收，相关成果发表于《Chemosphere》。

研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)等技术，对比分析Excoecaria cochinchinensis(EC)与绿茶(GT)提取物合成的FeNPs特性。AMD样本取自福建龙岩矿区，通过植物提取物与AMD直接反应完成纳米颗粒合成，结合电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)评估重金属去除效率。

Removal efficiency of heavy metals and metalloids in AMD
数据表明EC-FeNPs对As(20.4%)、Ni(15.31%)的去除显著优于GT-FeNPs(10.07%/11.7%)，而GT-FeNPs对Cd(19.76%)的吸附更优。两种FeNPs对Fe的吸附量分别达31.35 mg和37.54 mg，证实其能有效回收AMD中的铁资源。

Conclusions
研究成功实现AMD原位合成FeNPs的一步法工艺，EC-FeNPs因含更多酚类化合物和羧酸基团(-COOH)而展现更优性能。该技术突破传统两步合成法的局限，为AMD治理提供兼具经济性与生态友好性的解决方案。

重要意义
Zhiwei Cao等开发的植物提取物介导合成策略，首次将AMD中的污染物转化为功能性纳米材料。EC-FeNPs较大的粒径(170.14±3.22 nm)和稳定表面电荷，与其提取物中丰富的生物活性分子直接相关。这项研究不仅拓展了绿色合成化学在环境修复中的应用边界，更开创了"以废治废"的循环经济新模式，对资源短缺地区具有特殊实践价值。