近日，亚洲通：环境学院水环境与污染控制研究所陈勃博士在国际环境领域的顶级期刊Water Research上发表题为“Impact mechanisms of humic acid on the behavior of CMC-stabilized nZVI in groundwater: Implications for long-term chlorinated contaminant remediation”的研究成果（Water Research 287 (2025) 124335）。陈勃博士为论文第一作者，江南大学何锋教授为通讯作者。这是亚洲通：首次以第一单位在Water Research发表研究论文。Water Research创刊于1967年，是环境科学与生态学领域最具权威性和影响力的顶级学术期刊之一。期刊长期致力于发表具有原创性、突破性和前瞻性的环境科学与技术研究成果，以其严谨的学术标准、卓越的论文质量和广泛的国际影响力享誉全球。根据最新发布的期刊引证报告（JCR），Water Research在2024-2025年度的影响因子达到12.4，持续位列环境科学领域Q1区期刊前列。

稳定型纳米级零价铁（CMC-nZVI）是地下水氯化烃修复中常用的还原剂。然而，地下水中的腐植酸（HA）会影响CMC-nZVI在污染物降解过程中的环境行为。在这项研究中，我们开发了一种改进的微分HER定量方法测定HA诱导的Fe⁰消耗量。实验结果证实了HA中的醌基基团竞争CMC-nZVI释放的电子并被还原为氢醌，从而消耗Fe⁰。在四氯化碳（CT）降解中，HA加速了初始反应速率，但由于HA介导CMC-nZVI的损耗，反应后期残留的Fe⁰对CT的降解能力有限，柱传输实验进一步证实了反应后期HA这一不利影响。本研究揭示了HA在地下水CT修复中的双重作用：最初HA增强了CMC-nZVI的反应性，但随后由于电子竞争，HA降低了CMC-nZVI的反应性。这为地下水修复中CMC-nZVI剂量的优化提供了新的见解。

HA对CMC-nZVI不同老化阶段降解CT的反应速率及产物分析

批次实验表明反应初期CMC-nZVI可高效去除CT，HA的加入显著提升其脱氯效率，这源于HA能与零价铁腐蚀中间产物Fe²⁺形成Fe²⁺-HA络合物，阻止材料颗粒表层钝化，促进铁核电子释放从而加速CT的脱氯效率。由于HA在之前的24 h老化过程中消耗大量Fe⁰颗粒，使得剩余的Fe⁰难以继续高效降解CT。

HA对CMC-nZVI在实际地下水中降解CT的影响

在实际地下水中， CMC-nZVI对HA存在下的CT同样有高效的降解作用，初始的反应速率可提升30倍。在连续24、96和168 h的CT完全降解（即CMC-nZVI老化反应）后，使用新鲜的CT原液恢复初始污染物浓度，监测CT降解动力学。结果表明，老化24、96及168 h后，CT脱氯速度依次减慢，k_CT的速率常数从0.023 min^?1下降至0.014 min^?1、0.006 min^?1，最终降至0.004 min^?1。这些结果表明在实际地下水中，HA在CT脱氯过程中对CMC-nZVI活性影响也表现出双重作用。柱实验结果也发现反应后期（120 PV），在包含HA的砂柱出水中仍可检测到33.3%的CT，而在不含HA砂柱出水中CT去除率为100%。这些数据表明，HA逐渐消耗了nZVI中的活性Fe⁰，从而降低了CT的去除效率。

HA对CMC-nZVI脱氯的双重影响机制

本研究表明，污染场地修复过程中nZVI投加剂量必须考虑特定地质环境中有机质含量，以实现ZVI快速的初始脱氯和持续降解能力。未来研究需要进一步探索ZVI颗粒的表面改性策略以减轻有机质诱导的电子耗尽，同时保留有益的Fe²⁺-HA络合效应，可能通过靶向涂层技术或开发抗HA的nZVI复合改性材料。

环境学院水环境与污染控制研究所根据亚洲通揭榜挂帅科技攻关项目要求，不断强化科研创新能力建设，在高水平成果上持续产出。本研究工作同时还获得亚洲通：高层次人才科研启动专项的联合资助。基于本研究成果，陈勃博士还获批了2025年国家自然科学青年科学基金项目（C类）。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124335