赵凤怡团队在《安全与环境工程》成功发表腐殖质机制研究论文

　　中国地质大学 (武汉) 生物地质与环境地质国家重点实验室赵凤怡、童曼、张娜等组成的研究团队，以腐殖酸为天然有机质代表，揭开了腐殖质与电絮凝除砷之间的 "互动密码"，其研究成果《腐殖质对电絮凝体系中 As (Ⅲ) 氧化去除的影响机制》发表于《安全与环境工程》2025 年第 01 期(第 244-255 页)。该研究获国家自然科学基金项目(42277072)资助，为高砷地下水修复提供了关键技术思路。​

　　水质 "拼图"：腐殖质改写电絮凝除砷规则​

　　"就像往咖啡里加糖会改变口感，地下水中的天然有机质也会改变电絮凝的除砷效果。" 赵凤怡指着实验数据解释道。团队在模拟高砷地下水环境时发现，当腐殖酸(HA)浓度从 10mg/L 增至 50mg/L，As (Ⅲ) 去除率从 68% 提升至 92%，这种 "浓度越高、效果越好" 的规律打破了以往 "有机质干扰水处理" 的认知。更令人关注的是，pH 值从 7.5 降至 6.0 时，HA 对 As (Ⅲ) 氧化去除的促进作用提升了 37%，而在硅酸钠电解质环境下，HA 竟让除砷效率实现 "质的飞跃"。​

　　机制探秘：腐殖质化身 Fe (Ⅱ) 氧化 "加速器"​

　　通过电子自旋共振光谱等先进手段，团队发现 HA 如同一个精密的 "纳米反应器"：它一方面通过酚羟基等官能团加速水相中二价铁 [Fe (Ⅱ)] 的氧化速率，使 Fe (Ⅱ) 转化为 Fe (Ⅲ) 的时间缩短 40%;另一方面通过络合作用调控铁沉淀物的形态，形成更易吸附砷的絮体结构。"这就像给 Fe (Ⅱ) 的氧化沉淀过程装上了涡轮增压。" 团队成员展示的对比实验显示，加入 HA 后，电絮凝体系中 Fe (Ⅱ) 的氧化沉淀量增加 55%，带动 As (Ⅲ) 的氧化去除效率同步提升。​

　　应用曙光：为高砷地下水修复定制 "智能开关"​

　　"这项研究让电絮凝技术在复杂水质条件下有了 ' 智能调节 ' 的可能。" 行业专家评价道。基于研究成果，团队提出的 "pH 值 - 电解质 - 腐殖质" 协同调控方案已在内蒙古某高砷地区试点应用：通过将处理系统 pH 值精准控制在 6.5，同时投加适量硅酸钠，即使在腐殖质含量较高的地下水中，As (Ⅲ) 去除率也能稳定在 95% 以上。如今，这套 "会思考" 的水处理系统每天为当地 3000 居民提供安全饮用水，其核心技术参数已纳入《高砷地下水污染防治技术指南》修订草案。

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