网址：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c08847
推文编号：EC20240059
我国耕地土壤Cd污染严重，对生态环境和人体健康构成了潜在危害。土壤磷（P）既是作物生长的必须营养元素，也是一种天然无机配体，可与Cd等重金属在矿物表面发生协同吸附，从而显著减小Cd的迁移性和生物有效性。然而，这种相互作用仍缺乏机制上的理解。本研究通过原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）、光电子能谱（XPS）、磷K边X射线吸收近边结构（XANES）光谱和表面络合模型等技术，为阐明Cd与P在常见铁/锰氧化物（针铁矿和水钠锰矿）表面的共吸附分子机制提供了直接的光谱和模型证据。针铁矿表面P与Cd在较宽pH范围均表现出协同吸附效应，涉及到P桥接三元络合物（≡Fe-P-Cd）和静电作用机制。同样，在水钠锰矿边面，P和Cd通过形成磷桥接的三元络合物（≡Mn-P-Cd），发生协同吸附效应，同时P与高Cd浓度存在微弱的位点竞争效应。随着pH或Cd浓度增加，矿物表面P形态逐渐由二元配位向三元络合物和/或磷酸镉沉淀转变。在较高pH时（如pH 8），与P和Cd均相沉淀相比，针铁矿和水钠锰矿的存在抑制了磷酸镉沉淀的形成，这与它们在铁/锰氧化物表面形成专性吸附有关；且由于水钠锰矿空位对Cd极强的吸附亲和力，其抑制作用更为显著。该研究结果对理解和预测Cd污染环境中Cd与P的迁移性和有效性具有重要意义，也为利用含磷材料高效修复Cd污染土壤提供了重要指导。
An Overview Figure（引自原文）
Zhao,
W., Xu, Y., Gu, L., Zhu, M., Yang, P., Gu, C., Liu, Z., Feng, X., Tan, W.,
Huang, Q. and Wang, X*. (2024) Elucidating Phosphate and Cadmium Cosorption
Mechanisms on Mineral Surfaces with Direct Spectroscopic and Modeling Evidence.Environmental Science & Technology.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c08847
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