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安全与环境学报2025年第08期:活化助剂在砷污染土壤修复中的应用风险研究:以草酸为例

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈晓晨;张增娣;吴诗宇;刘小刚;余健英;尧聪聪;徐佳燕;许华诚;魏楠;

单位:福州大学环境与安全工程学院,福州大学冶金地质土壤综合修复治理工程技术研发中心;中国冶金地质总局第二地质勘查院;泉州蓝深环保研究院有限公司;福建省蓝深环保技术股份有限公司;生态环境部环境规划院土壤污染防治与安全全国重点实验室;

摘要:活化技术有助于砷污染土壤的高效修复,但其应用过程中极可能增加砷的生态风险和健康风险。研究综合运用毒性浸出试验、动物试验、体外试验等方法,从全面对比施用前后土壤砷的形态/价态、浸出性以及口部生物有效性/生物可给性等角度,评估了经典的土壤砷活化助剂——草酸的应用风险,并深入阐释机理。结果显示,草酸会显著增加土壤砷的活跃性和基于浸出性的生态风险。经动物试验和体外试验相互验证,草酸显著降低了土壤砷的健康风险。基于小鼠模型,草酸显著降低了砷的相对生物有效性;基于生理学提取试验-人体肠道微生物生态系统模拟(Physiologically Based Extraction Test-Simulator of Human Intestinal Microbial Ecosystem, PBET-SHIME)模型,发现草酸显著降低了结肠阶段土壤砷的生物可给性。此外,草酸抑制了结肠液中生物可给态As(Ⅴ)的还原,促进了高毒性As(Ⅲ)的甲基化,进一步降低了土壤砷的健康风险。这主要是由草酸活化后,土壤中释放出过量的金属组分以及肠道菌群对草酸的代谢所共同导致。整体而言,草酸对土壤砷的生态风险和健康风险的影响在不同土壤中具有一致性。作为典型的低分子质量有机酸类活化助剂,草酸在砷污染土壤修复方面值得推荐。研究成果为砷污染土壤活化修复助剂的选用给予了科学启示,为相关修复场地的风险管控提供了参考。

关键词:环境工程学;;砷;;土壤修复;;草酸;;风险评估;;肠道菌群

基金资助:国家重点研发计划项目(2024YFD1701800,2022YFC3702500);; 国家自然科学基金项目(41807116);; 福建省自然科学基金项目(2023J01418);; 中国冶金地质总局科技创新项目(CMGBKY202301)