水铁矿(Fh)是一种纳米级的铁(氢)氧化物。其较大的比表面积，较强的吸附能力和环境友好性使其成为具有吸引力的环境修复剂。但水体矿不稳定，容易转化为更稳定的针铁矿或赤铁矿。加入有机质后形成的共沉淀物相比单独存在的水铁矿更稳定。腐殖酸(HA)是一种天然且广泛存在的有机质，包含大量官能团。目前关于Fh-HA共沉淀物迁移和转化重金属的研究主要集中在水生生态环境中，涉及陆地环境的研究相对较少。此外，有机质的添加量会显着影响矿物的表面性质和反应性。这种性质的变化可能反过来影响重金属的稳定性。
兰州大学资源环境学院的赵转军副教授团队在通过控制HA的添加量来合成不同碳/铁比例的Fh-HA共沉淀物，探究Fh-HA共沉淀物用作Cd污染土壤修复剂的效果。并考察HA添加量(C/Fe=0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0) 在不同Cd污染水平(C0-0.407、C1- 1.185和C2- 9.233 mg/kg)对镉固化效果的影响。
研究结果表明，加入Fh-HA共沉淀物后，促进Cd从非残渣态(NRF)转化为残渣态(RF)。在C/Fe=1.5处，固化效果最佳，并未出现活化情况。
▲ 稳定15天后Cd的形态（a-C0，b-C1，c-C2）（来源：Springer）
▲ 不同处理时间下土壤中残渣态Cd的变化（a-C0; b-C1; c-C2）（来源：Springer）
红外光谱表明Fh-HA共沉淀物主要由Fh表面的O-H和HA的C-H和C=O键合。XRD图谱表明实验材料与2线Fh相同。HA降低了Fh的结晶度，但并不显着。加入HA后，峰没有偏移，也没有出现新的峰，表明HA可以稳定Fh。
▲ HA和Fh-HA共沉淀物的FTIR光谱以及XRD图谱（来源：Springer）
SEM图像表明共沉淀物与纯Fh之间存在很大差异。Fh的表面相对平坦，随着HA的加入，共沉淀物的表面显示出不均匀。但是，Fh-HA共沉淀物的比表面积却逐渐减小。根据DES映射（下图g和h），Fh-HA共沉淀物中Fe和C的空间分布非常均匀。表明在共沉淀过程中，HA会填充Fh的孔并堵塞较小的孔，由此增加平均孔径并减小孔体积。
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▲ C/Fe=0、0.5、1.0、1.5和2.0下Fh-HA共沉物的扫描电子显微镜（SEM）图像（a-e）; 所选区域的SEM图像(f)和相应的能量色散X射线光谱(EDS)映射分布的Fe(g)和C(h)（来源：Springer）
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