在一些历史遗留的电子、电镀工业场地，地下水中常同时存在氯代烃（如三氯乙烯）和硝酸盐的复合污染。这两种污染物的化学性质和对微生物的毒性差异很大，单一的原位修复技术难以将二者同时彻底去除。纳米零价铁虽然还原脱氯速率快，但易钝化，且对硝酸盐还原选择性差，往往产生氨氮二次污染；微生物修复虽然能彻底降解污染物，但生长代谢速率慢，对高浓度污染物耐受性差。将纳米零价铁与专性微生物集成于生物炭载体上，构建化学-生物协同的复合材料，是解决这一矛盾的有效策略。

  本研究选用经碱改性的稻壳生物炭作为载体，碱改性极大地提升了其比表面积和孔容，为纳米零价铁和微生物提供了优良的栖息环境。通过液相还原法在生物炭上原位合成纳米零价铁颗粒，随后将富集驯化的高效三氯乙烯脱氯菌群和氢自养反硝化菌群附着其上。在模拟可渗透反应墙的长期动态柱实验中，该复合材料对进水中三氯乙烯和硝酸盐的去除率始终稳定在99%以上，出水中未检测到有毒中间产物氯乙烯的累积，硝酸盐被高效还原为无害的氮气，氨氮生成被抑制。纳米零价铁腐蚀产生的清洁能源氢气，恰好作为脱氯菌和反硝化菌进行后续彻底脱氯和自养脱氮的完美电子供体。

  对反应柱的解剖分析揭示了其精巧的协同接力机制。在反应柱上游区，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，并将部分硝酸盐还原；在下游区，生物炭吸附富集了中间产物，其表面的脱氯菌和反硝化菌利用纳米零价铁产生的氢气，接力完成彻底脱氯和深度脱氮。生物炭全程发挥着吸附缓冲、庇护微生物和导电促进电子传递的多重功能。该研究通过“一炭载多物”并巧妙利用纳米零价铁产氢与微生物耗氢的代谢耦合，为地下水中氯代烃和硝酸盐复合污染的长效、彻底原位修复提供了集成的材料解决方案。

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