近日，成都理工大学蒲生彦教授团队王鑫课题组在著名学术期刊Inorganic Chemistry（Nature Index期刊）上发表题为“Calcite-induced epitaxial crystallization of Ca arsenite enhances As(III) stability”的研究论文。该成果揭示了碳酸盐矿物诱导亚砷酸钙外延结晶以强化As(III)稳定性的作用机制，为理解矿物界面反应如何影响地下水土环境中污染物的迁移转化提供了新见解。

砷作为高毒性、致癌性污染物，广泛来源于采矿、冶炼等人类活动，其环境风险主要由含砷矿物的溶解、沉淀与转化过程控制。其中，As (III) 的毒性是五价砷（As (V)）的 25-60 倍，且溶解度更高、迁移性更强，一直是污染治理的重点与难点。碳酸盐矿物与砷之间的作用关系对于砷的迁移转化具有重要意义。长期以来，人们对二者关系的认识仅限于砷的表面吸附以及可能的结构嵌入。然而，仅考虑矿物与砷的直接相互作用低估了碳酸盐矿物对砷形态转化的影响。

本研究探讨了方解石（一种广泛存在的碳酸盐矿物）对石灰固砷过程的影响。研究结果表明，方解石的存在可以强化As(III)的稳定性，其原因在于方解石诱导了亚砷酸钙的外延结晶成矿。在方解石{104}表面，观察到大量有序生长的亚砷酸钙板状晶体，这些晶体以“站立”姿态嵌入到方解石基底中。良好的结晶性使得外延生长的亚砷酸钙晶体具有微米级尺寸，表现出较高的稳定性和较低的溶解度。相反，无方解石存在时，石灰与As(III)直接反应生成的亚砷酸钙产物为弱结晶的纳米片，其稳定性显著弱于外延结晶的亚砷酸钙。对于As(V)，未观察到相似的外延结晶现象，这与钙砷产物和方解石之间的结构兼容性有关。电子衍射数据直接证实了亚砷酸钙和方解石之间良好的晶格匹配关系。利用方解石对As(III)稳定性的强化作用，构建了方解石-石灰处理方法，实现了含砷污泥的有效稳定化处理。

本研究阐明了方解石强化石灰固砷的作用机制，有助于人们进一步理解方解石诱导的界面反应如何影响地下水土环境中污染物的迁移转化提供了新见解，并对设计有效的砷污染修复策略具有指导意义。

本研究得到了国家自然科学基金青年科学基金项目（C类）（42207307）和区域联合基金项目（U22A20591）等项目的资助。