在有色金属矿区、冶炼厂周边，土壤和水体中常存在砷（As）和镉（Cd）的共污染。这两种元素在土壤-水系统中的地球化学行为截然相反：As通常以亚砷酸根(AsO₃³⁻)或砷酸根(AsO₄³⁻)阴离子形式存在，Cd则以阳离子Cd²⁺形式存在。这使得用一种单一钝化修复材料同时固定两种元素变得异常困难。例如，石灰提升pH固定了Cd，却可能因竞争吸附和pH升高导致As的活化释放。开发能够同步、高效、稳定地钝化As和Cd的复合材料，是污染土壤修复领域的迫切需要。针铁矿（α-FeOOH）是土壤中最常见的铁氧化物之一，其表面对砷酸根有极强的专性吸附能力。生物炭则可以通过离子交换、表面络合和沉淀作用固定Cd。将两者复合，有望集成它们各自的功能。

  本研究制备的针铁矿-生物炭复合材料（GBC），在宏观批实验中展现了出色的同步除As(III)和Cd(II)的能力。在pH 5-8的宽范围内，GBC对As(III)和Cd(II)的最大吸附容量分别达到65mg/g和38mg/g，远高于单一生物炭或针铁矿。更为重要的是，在As和Cd共存的混合体系中，两者在GBC上的吸附不仅没有相互竞争抑制，反而表现出轻微的协同促进效应。

  XANES和EXAFS光谱从原子尺度揭示了其协同机制。As(III)首先被针铁矿吸附，并被其表面活性位点氧化为As(V)，随后As(V)与针铁矿表面的FeO₆八面体配位，形成稳定的内层双齿双核络合物，被牢牢锁定在固相。Cd(II)则主要通过生物炭表面的羧基和羟基进行络合，以及通过与铁氧化物表面的羟基配位形成外层络合物。两者在不同的微观位点上分别被固定，互不侵占对方的“地盘”，因而实现了“互不干扰，各自安好”的同步钝化效果。将GBC施用到受As/Cd复合污染的稻田土壤中，淹水期土壤溶液中As和Cd的浓度同步大幅降低，降幅均超过80%，展现了其作为一种高效、长效的土壤重金属复合污染修复材料的巨大潜力。

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