近日，农业农村部环境保护科研监测所农田有机污染生物消减创新团队基于多模型计算联合运用，阐明了土壤孔隙介质中磷对水铁矿胶体迁移的促进作用和钙对迁移的阻滞机制。相关研究成果发表在《Environmental Science & Technology (环境科学与技术)》上。

水铁矿胶体广泛存在于天然水体和土壤中，具有较强的污染物吸附能力。作为重要的无机肥料，磷吸附在水铁矿胶体上后，使矿物表面电位发生变化，提升水铁矿胶体的迁移能力。而钙作为土壤中含量较高的元素容易与磷发生较强的相互作用，从而影响水铁矿胶体的迁移。然而，它们的吸附形态对胶体表面电位调控机制和基于此的胶体迁移机理还不清楚。

该研究通过量子化学计算、分子动力学模拟、表面配位模型、胶体迁移模型和Derjaguin-Landau-Vervey-Overbeek（DLVO）理论等多模型计算联合运用，明晰了磷吸附在水铁矿胶体后主要为单齿、双齿和不同的质子化形态，钙主要和双齿磷结合。未质子化的双齿磷在胶体表面斯特恩层上具有相当大的负电位，对迁移促进贡献最大。同时，阐明了钙通过静电屏蔽、压缩双电子层和参与异质凝聚阻滞迁移。本研究磷作为一种含氧阴离子污染物，促进了胶体的迁移，其角色从“乘客”转变为“司机”。在此基础上，胶体可以吸附除磷以外的其他污染物，导致磷促进多种污染物的共迁移。

该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.2c09670