《Bioresource Technology Reports》：Scalable low-cost processes for arsenic removal from holopelagic
Sargassum spp: Performance of soaking and pressing treatments
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加勒比地区全浮游马尾藻属（holopelagic Sargassum spp.）的大规模搁浅引发了重大的环境与社会经济关切，同时也为生物质高值化（biomass valorisation）提供了机遇。然而，高含量的无机砷（inorganic arsenic,
加勒比地区全浮游马尾藻属（holopelagic Sargassum spp.）的大规模搁浅引发了重大的环境与社会经济关切，同时也为生物质高值化（biomass valorisation）提供了机遇。然而，高含量的无机砷（inorganic arsenic, iAs）——毒性最强的砷形态——仍是该类生物质用于农业或动物饲料的关键障碍。本研究探讨了采用简易、低成本处理降低马尾藻生物质中砷浓度（尤其针对iAs去除）的可行性。研究人员评估了机械压榨（1.5–3.2 bar），无论是否结合预浸泡及混合–复水步骤，以及不同温度（20–60 °C）下的浸泡处理。压榨导致的砷去除有限，而预浸泡显著提升了效率。20 °C浸泡分别降低总砷与iAs达42%和54%，升温至60 °C时去除率进一步提升至66%和70%，最终iAs浓度降至约10 mg kg?1。重要的是，上述条件下未观察到酚类化合物（phenolic compounds）的明显损失。尽管高温处理（如90 °C）已有更高去除率的报道，但此类方法能耗更大且可能损害有价值生物活性物质的保存。据研究人员所知，本研究首次对全浮游马尾藻iAs定向削减的处理策略进行了系统评估之一。结果凸显了简易浸泡工艺作为可扩展预处理选项的潜力，同时强调需追加处理步骤以满足某些应用更严格的法规阈值。
研究背景方面，自2011年以来加勒比海与小墨西哥湾频繁出现全浮游马尾藻属（holopelagic Sargassum spp.）大规模搁浅，俗称“金潮”，造成海岸带经济、公共健康与环境压力，但亦具生化学品、动物饲料、农肥与生物燃料原料的高值化潜力。主要瓶颈在于其高砷含量，尤其无机砷（iAs，砷酸盐与亚砷酸盐之和）毒性最强，墨西哥岸线监测显示总砷20–225 mg kg?1，iAs占比14%–82%，常超出欧盟动物饲料（总砷40、iAs 2 mg kg?1）与有机肥改良剂（iAs 40 mg kg?1干物质）限值。已有Cisneros-Ramos等（2024）报道90 °C淡/海水浸15分钟总砷去除约90%，但高能耗且损及活性成分。迄今缺乏温和条件下联合淡水浸泡与机械压榨、并定量iAs前后变化的研究，故研究人员开展本工作。
主要关键技术方法方面，研究人员取2021年6月瓜德罗普Petit Cul-de-Sac Marin湾采集的3 kg混合全浮游马尾藻（含S. natans var. natans 19%、S. fluitans var. fluitans 37%、S. natans var. wingei 40%及其他4%），?18 °C冻存运至实验室，4 °C解冻后分50 g鲜重亚样。设12种处理各重复2次：压榨（1.5或3.2 bar，10分钟，分7段收液）、压榨中混合–复水（5分钟压后搅10秒加20 mL去离子水再压5分钟）、压前20分钟1 L去离子水浸泡（20、40、60 °C），及上述组合。固渣冻干研磨后测总砷（ICP–MS）、iAs（金微线电极电化学法）、酚类（Folin-Ciocalteu法以间苯三酚当量计），液段同步测砷。
研究结果部分，3.1节液体提取体积显示3.2 bar较1.5 bar多抽约4–5 mL，压前浸泡组体积相近，前3分钟即释出大部分水，总抽水约占鲜重40%–45%，表明压榨主要脱除易压出水。3.2节压榨砷提取动力学指出，非预泡液砷浓度3.8±0.7 mg L?1，预泡后仅0.5±0.1 mg L?1，前者前3分钟释放为主，混合–复水引发次阶段但总量贡献低。3.3节压榨后生物质砷浓度表明，无预泡时压后总砷48–50 mg kg?1（初始53.2±3.3），iAs略降；预泡20 °C后总砷30±4、iAs 13±3 mg kg?1（初始iAs 29.6±3.9），证明压榨单独无效、预泡主导去除。3.4节不同温度浸泡结果显示，20 °C总砷降42%、iAs降54%；40 °C分别59%与66%；60 °C达66%与70%，终iAs约10 mg kg?1，可低于欧盟有机肥40 mg kg?1限但高于饲料2 mg kg?1限。3.5节其他有毒金属（Cd、Cr、Pb、Ni、Cu）浓度处理前后无变化，Cd近限值需关注。3.6节生物活性物保留中，酚类在20、40、60 °C浸泡后分别为4.6±1.3、3.2±0.4、2.6±0.3 mg kg?1，与对照3.1±1.6无显著差异，升温有略降趋势但不显著。3.7节对比Cisneros-Ramos等（2024）90 °C方案总砷去除88%–98%但未评iAs，本研究温和条件更适肥料场景。3.8节局限为单批次、单点、温度仅至60 °C、重复数少。
讨论总结部分，研究人员指出温和浸泡–压榨可扩作预处理，但饲料级需接续酸洗/发酵等。结论部分翻译如下：本研究证明简易浸泡处理（尤其中等加热）可有效削减全浮游马尾藻砷浓度，iAs去除最高达70%，机械压榨单独效果有限；上述处理未致酚类显著损失，支持下游高值化兼容；所得降幅满足肥料等部分法规但不足饲料严限，凸显低成本可扩展浸泡工艺作为首步预处理潜力，惟需增补工艺进一步降iAs以释放资源价值。论文发表于《Bioresource Technology Reports》。
