三氯乙烯是工业场地地下水中最常见的重质非水相液体污染物之一，具有潜在的致癌性。单一的修复技术对其往往难以根治：纳米零价铁虽然还原脱氯速率快，但易被水腐蚀钝化，且对还原中间产物（如一氯乙烯）降解缓慢；而脱卤菌虽然能将三氯乙烯彻底还原为无毒的乙烯，但其生长条件苛刻，对高浓度三氯乙烯耐受性差。将这三者集成于一个复合材料颗粒中，构建一个从化学到生物的连续反应带，有望实现长效、彻底的协同修复。

  本研究通过液相还原法，在以稻壳为原料制备的、具有巨大比表面积的生物炭上，原位合成了纳米零价铁颗粒。随后，将该复合材料与富集驯化的高效三氯乙烯脱氯菌群混合，使微生物附着生长在生物炭表面，形成生物炭-纳米零价铁-微生物复合材料。柱实验连续运行了超过200天，模拟该复合材料作为可渗透反应墙介质的情形。结果显示，在进水平均三氯乙烯浓度为20mg/L、水力停留时间为12小时的条件下，出水中的三氯乙烯浓度持续低于0.01mg/L，去除率稳定在99.9%以上。更为重要的是，出水及填料中均未检测到有毒的中间产物氯乙烯，产物以完全脱氯的乙烯和乙烷为主。

  对反应柱的解剖分析揭示了其精妙的协同机制。在反应柱的上游区，主要是纳米零价铁通过化学还原，将大部分三氯乙烯快速脱氯为二氯乙烯和氯乙烯等。随后，在下游区，生物炭不仅吸附富集了这些中间产物，其表面的纳米零价铁腐蚀产生的氢气（H₂），恰好可作为厌氧脱卤菌进行后续彻底脱氯的电子供体。这种纳米零价铁化学还原与微生物厌氧脱氯的接力过程，以及与生物炭吸附功能的完美时空耦合，确保了污染物的彻底降解和长期运行的稳定性。该复合材料为氯代烃类污染地下水的原位修复，提供了一种功能完备、长效可靠的修复介质。

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