铁污泥衍生磁性吸附剂净化有机络合高砷地下水的效能与机制解析

本研究推荐：团队开发铁污泥衍生磁性吸附剂MIO500-2，系统解析其对有机络合高砷（As(III)-DOM）地下水的协同净化机制。研究表明，MIO500-2在腐殖酸（HA）共存条件下仍保持98 μg/g的砷吸附容量，兼具DOM高效去除能力（Freundlich/Langmuir模型拟合），其表面官能团通过络合-氧化还原-竞争吸附多路径实现污染物同步去除，为复杂水体修复提供低碳可持续解决方案。

　　

Highlight

铁基材料因其高效性和成本优势被广泛研究，但原始铁污泥分离性差。本研究通过低温热解废污泥开发的MIO_500-2，在保持高砷容量（14.2±0.4 mg/g As(V)）的同时，解决了传统改性材料成本高的问题，其独特的环境适应性和再生能力为实际应用提供可能。

Materials and chemical reagents

实验所用全部材料与试剂详见支撑材料Text S1（专业术语保留不译）。

Experimental water

针对某些高砷地下水区域以As(III)为主导的特性（毒性更强、更难去除），本研究选择三价砷作为目标污染物，更贴近真实环境场景。

Separate removal of As(III) and HA

前期研究表明MIO_500-2对As(V)具优异吸附性。本部分进一步揭示：在单组分体系中，As(III)吸附符合Freundlich多层吸附模型，而HA更符合Langmuir单层吸附特征，暗示二者在磁性吸附剂表面存在差异化的结合机制。

Conclusion

MIO_500-2在As(III)-DOM二元体系中展现特殊优势：伪二级动力学模型最佳拟合其吸附行为，HA虽影响As(III)吸附速率但最终容量稳定（98-122 μg/g）。表征分析揭示其表面丰富官能团通过络合、氧化还原和竞争吸附的"三重奏"机制协同净化，为复杂水质修复提供新思路。