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纳米零价铁（Nanoscale Zero-Valent Iron,nZVI）具有比表面积大、反应活性高、来源广泛、工艺简单等优点，被广泛应用于有机污染物及重金属等的污染修复中。但在实际工程应用中使用仍存在局限性，如易团聚和极易发生析氢反应（HER）。因nZVI易发生团聚，会降低其在水及土壤中的迁移性，同时极易与水或者空气发生反应，生成铁氧化物覆盖在零价铁表面，从而降低反应速率。近年来，应用纳米零价铁（nZVI）修复含铀放射性水体成为国内外的研究热点。
国内相关研究动态：
为提升纳米零价铁(nZVI)的电子利用率，必须对nZVI参与的HER进行抑制。最近, 大连理工大学杨心齐等研究表明对nZVI进行硫化处理，制备出硫化纳米零价铁（S-nZVI）可有效抑制其参与HER，从而大幅度提高电子利用率。其在生物沉淀法制硫化零价铁及其对三氯乙烯降解研究中，基于硫酸盐还原菌(SRB)可处理硫酸盐废水这一工程技术手段，提出了一种生物沉淀法来制备S-nZVI，利用SRB在nZVI表面上原位沉淀FeS2，制备BP-S-nZVI[文献1]。
华东师范大学谷亚威研发了一种基于机械化学法制备硫化微米零价铁的技术，通过球磨微米级零价铁和单质硫的混合品，使两者发生固-固相反应(Fe0+S0→FeS),从而获得球磨硫化微米零价铁(S-mZVIbm)，并系统地表征并评价了S-mZVIbm降解TCE的活性、选择性和反应途径[文献2]。华东师范大学操珍开展了纳米零价铁的改性及对水中氟甲砜霉素的去除机制研究，选择氟甲砜霉素（Florfenicol,FF）作为目标化合物，并针对nZVI易团聚、钝化等缺陷，对nZVI进行硫化改性，以提高反应活性并延长使用寿命[文献3]。
中国科学技术大学徐步德开展的硫化铁基纳米复合材料的制备及去除水中氯代有机物的研究，针对硫化产物S-nZVI在制备和应用过程中出现的易团聚等实际问题，研发了在硫化基础上采用不同合成方法制备S-nZVI复合材料,通过耦合特殊载体的方法，来提高了S-nZVI的颗粒分散性，增强了S-nZVI对氯代有机物的反应活性，并对改进S-nZVI在复杂的自然条件下的实际应用具有重大意义。该文通过液相还原法成功制备了纳米硫化零价铁插层蒙脱土复合材料(S-nZVI/MMT)，通过MMT的限域作用将nZVI插嵌于MMT层间。由于MMT层间距极小且可调节，因此在MMT层间可制得粒径极小的纳米级零价铁[文献4]。
国外相关研究动态：
对纳米零价铁(nZVI)材料的硫化修饰已被证明可提高ZVI对地下水中选定的一组有机卤化物污染物的反应性和选择性，最显著的是三氯乙烯(TCE)。以往研究使用了化学或机械化学硫化方法，而使用硫酸盐还原菌(SRB)实现硫化修饰得到重视研究。美国德克萨斯理工大学Islam, Syful等利用硫酸盐还原菌(SRB)合成纳米级ZVI(nZVI)和铁颗粒(ZVI(PLS))，通过硫酸盐还原菌(SRB)将硫酸盐有效转化为还原硫，实现硫化修饰纳米零价铁(nZVI)该作者实验合成的纳米级ZVI(nZVI)和铁颗粒(ZVI(PLS))在硫酸盐还原单培养(D.脱硫尿酸)和从淡水沉积物(AMR-1)中处理，对TCE作为模型污染物进行反应性评估[文献5]。并研究阐述了纳米级零价铁(nZVI)和功能性厌氧菌在地下水修复中具有广阔的应用前景，采用脱硫弧菌、模型硫酸盐还原菌(SRB)以及淡水沉积物环境中的细菌混合培养富集[文献6]。
美国德克萨斯理工大学Redwan, Asef等研究考察了活性铁颗粒对硫化过程中使用的硫酸盐还原菌(SRB)的影响。先前的研究表明：纳米级零价铁(nZVI)颗粒可能抑制SRB，但表面硫化铁、纳米级或其他因素对本土SRB的影响尚不清楚。为此，作者研究比较了硫化和非硫化ZVI（作为纳米颗粒或大型铁颗粒）对从污染沉积物中富集的硫酸盐还原培养物的影响[文献7]。
美国南加州大学Gray,Hannah等研究了用零价铁纳米颗粒和微生物还原生物修复两种方法去除地下水中铀的方法，使用的是硫酸盐还原菌(SRB)，并研究讨论将包括预测非生物(nZVI)和生物(SRB)土壤柱中铀去除率的数学演示模型[文献8]。
从国内外相关研究动态分析得知：基于纳米零价铁(nZVI)的环境治理技术已成为当今解决环境污染问题的重要手段。纳米零价铁nZVI具有较高的反应活性，较好的环境友好性和地下水原位修复的高适用性等优点，使得其在水处理环境中治理各种有机污染物有更多的研究空间与应用前景。
因大部分铀废水为酸性且有多种共存组分，严重降低nZVI及其复合材料稳定性，并抑制nZVI富集铀的负荷和电子供体向铀传递电子的效率。而建立稳定性高、可靠性强且成本低的铀废水处理工程, 仍需要开展大量的实验研究，以解决重要的理论及应用难题。因此，开展SRB诱导硫化制备Bio-SnZVI及其富集铀尾矿库酸性废水中低浓度铀的机理研究也得到了业内专业人员的重视[文献9]。近年，南华大学等研究团队在两级连续流水处理工艺中，首先在第一级连续流工艺内实现硫酸盐还原菌(SRB)还原SO42-并定向形成S2-，然后在第二级连续流水工艺内以S2-作为硫化剂连续硫化修饰纳米零价铁(nZVI)颗粒表面形成生物硫化纳米零价铁(Bio-SnZVI)，以达到Bio-SnZVI中的电子供体向铀(VI)传递电子的选择性强且和铀富集负荷高的目的，用于处理地表含铀废水。开展基于放射性废水的水质特征和铀的理化性质及其高效环境修复材料与工艺的研究，具有重要的现实意义及环境意义。
参考文献：
[1] 杨心齐, 生物沉淀法制硫化零价铁及其对三氯乙烯降解. 大连理工大学硕博士学位论文2021年
[2] 谷亚威, 球磨法制备硫化微米零价铁及其降解地下水中三氯乙烯的研究. 浙江工业大学硕博士学位论文2020年
[3] 操珍, 纳米零价铁的改性及对水中氟甲砜霉素的去除机制研究. 华东师范大学硕博士学位论文2019年
[4] 徐步德, 硫化的铁基纳米复合材料的制备及去除水中氯代有机物的研究.中国科学技术大学硕博士学位论文2021年
[5] Islam, Syful等, Effect of Copresence of Zerovalent Iron and Sulfate Reducing Bacteria on Reductive Dechlorination of Trichloroethylene. Environmental Science & Technology 2021,55(8),4851-4861
[6] Islam, Syful等, Tailoring the reactivity of iron metal for In Situ Chemical Reduction (ISCR) via biological sulfate reduction process. Abstracts of Papers, 257th ACS National Meeting & Exposition, United States, 2019 Mar.31-Apr.4
[7] Redwan, Asef等，Influence of surface-sulfidated iron particles on sulfate reducing microbial communities.Abstracts of Papers, 259th ACS National Meeting & Exposition, 2020 March 22-26
[8] Gray, Hannah等，Removal of radioactive uranium from groundwater using nanoparticle technology and bioremediation strategies.AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings, Pittsburgh, PA, United States, 2012. Oct.28-Nov.2
[9] 滑熠龙; 李冬涵等，纳米零价铁富集水溶液中铀的表面化学及应用展望.化学学报. 2021,79(8):1008-1022
[10]杨千语；王慧珍；李冬涵等，硫化纳米零价铁去除水溶液中铀的机理. 南华大学学报(自然科学版). 2021,35(3):24-29
