近日，我校杜冬云教授課題組在化工和環(huán)境工程領(lǐng)域權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一區(qū)TOP，IF=13.2)上發(fā)表最新研究成果：Dissolved humic substances-mediated electron shuttling unlocking nanoscale zero-valent iron reactivity inShewanella oneidensisMR-1 systems for enhanced Cr(VI) removal，其中我校資環(huán)學(xué)院碩士研究生何淑玉為論文第一作者，陳紹華副教授為論文通訊作者，中南民族大學(xué)為唯一通訊單位。
鉻及其化合物是重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于電鍍、制革、造紙、冶金和紡織等行業(yè)。生產(chǎn)過程中含鉻廢水的不合理排放或含鉻巖石礦物的自然浸出，會(huì)使其進(jìn)入河流、湖泊及地下水，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重危害。納米零價(jià)鐵（nZVI）因比表面積大、還原性強(qiáng)和環(huán)境友好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于還原去除多種有機(jī)和無機(jī)污染物。它不僅能處理地表水中的Cr (Ⅵ)，還可方便地對(duì)地下水中的Cr (Ⅵ)進(jìn)行原位修復(fù)，是一種極具應(yīng)用前景的含Cr (Ⅵ)廢水處理技術(shù)，受到廣泛關(guān)注。但由于n ZVI反應(yīng)活性高，在使用過程中表面易鈍化并生成一層致密的鐵氧化物鈍化層，導(dǎo)致其活性急劇降低，降低了Cr(Ⅵ)的處理效果，限制了nZVI修復(fù)技術(shù)大規(guī)模的應(yīng)用。
目前主要采用化學(xué)法改性nZVI來抑制鈍化層的形成，成本高、易產(chǎn)生二次污染。該研究則采用微生物方法來解決nZVI表面鈍化問題，即基于異化鐵還原菌可利用nZVI表面鈍化層中鐵氧化物為電子受體，將其還原成可溶Fe(II)，以此解決nZVI在反應(yīng)過程中表面鈍化問題，并利用天然環(huán)境中的溶解性腐殖質(zhì)(DHS)為電子穿梭體進(jìn)一步加速鈍化層溶解，從而長(zhǎng)時(shí)間維持nZVI的活性。此外，生成的活性Fe(II)是一種較強(qiáng)的還原劑，可以繼續(xù)還原Cr(VI)，從而實(shí)現(xiàn)水體中Cr(VI)的高效、快速去除。同時(shí)研究還構(gòu)建了DHS的分子結(jié)構(gòu)和Cr(VI)去除速率常數(shù)之間的定量關(guān)系。這項(xiàng)研究提出一種高效、低成本、環(huán)境友好解決nZVI表面鈍化層的新方法，應(yīng)用前景廣闊。該技術(shù)通過微生物方法解決nZVI在實(shí)際應(yīng)用過程中易鈍化的瓶頸問題，為推動(dòng)nZVI修復(fù)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體等項(xiàng)目資助。
陳紹華副教授長(zhǎng)期致力于重金屬廢水治理新技術(shù)、鐵基納米材料的設(shè)計(jì)及應(yīng)用的研究工作，近年來在《Chemical Engineering Journal》《Separation and Purification Technology》《Bioresource Technology》《Chemosphere》等國(guó)際期刊上發(fā)表了一系列相關(guān)研究成果。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472506886X
