综述：黄铁矿介导的可持续地下水修复：机制、应用与挑战

（编辑推荐）本综述创新性提出"机制-应用-可持续性"三位一体框架，系统阐释黄铁矿（Pyrite）通过吸附/还原/催化等多尺度作用（涉及Fe2+、S22-等活性组分）修复重金属（Cr/Pb）和有机污染物（PAHs/CHCs）的机制，并前瞻性探讨其全生命周期应用面临的酸矿排水（AMD）风险与改性增效策略。

　　

黄铁矿介导的可持续地下水修复：机制、应用与挑战

多功能修复机制

黄铁矿（FeS₂）的修复能力源于其独特的电子传递特性。表面活性位点和还原组分（如Fe²⁺、S₂^2-）可通过吸附、共沉淀和氧化还原反应固定重金属（Cr⁶⁺→Cr³⁺）并降解有机污染物。其双环境角色表现为：有氧条件下可能引发酸矿排水（AMD），而在厌氧环境中则成为高效的还原剂。微生物协同作用进一步强化了其修复效能，形成生物-非生物耦合系统。

增强策略与应用

为克服反应动力学缓慢和表面钝化等瓶颈，机械活化、复合材料构建（如与生物炭复合）及纳米化处理被证明可显著提升反应活性。在工程应用中，黄铁矿渗透反应墙（PRB）对硝酸盐的去除率达92%，而改性黄铁矿对Cr(VI)的吸附容量提升3倍。

关键影响因素

修复效果受控于矿物特性（结晶度/比表面积）与环境条件（pH/Eh/共存离子）的动态博弈。中性pH下Fe²⁺持续释放，而酸性条件会加速矿物溶解；腐殖酸等天然有机物可能通过表面络合抑制钝化层形成。微生物群落（如硫酸盐还原菌）通过介导硫循环间接调控反应路径。

可持续发展挑战

长期应用面临二次污染风险，需建立基于生命周期评估（LCA）的预警体系。未来研究应聚焦智能响应材料开发、原位表征技术应用及多污染物协同去除体系的构建，推动该技术从实验室走向工程化应用。