Nanoscale zero-valent iron mediates Fe speciation-microbe synergism for simultaneous remediation of 2,3',4,4',5-pentachlorobiphenyl and Cd co-contaminated soil and safe rice production.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides mechanistic insights into nZVI-mediated remediation of organic-metal co-contaminated soils, relevant for environmental remediation scientists.

🏢実務担当者:May inform remediation strategies for PCB and Cd contaminated agricultural soils, but limited direct applicability for corporate sustainability teams.

🏛政策担当者:Offers evidence for soil remediation technologies that could support safe food production, but not directly linked to climate policy.

ポリ塩化ビフェニル（PCBs）とカドミウム（Cd）による土壌の複合汚染は、農業の持続可能性を脅かしている。これらの汚染物質は、物理化学的性質と浄化経路が異なるため、同時浄化は依然として困難である。本研究では、140日間のポット実験を実施し、ナノスケール零価鉄（nZVI）を50、200、500 mg/kgの用量で施用し、2,3',4,4',5-ペンタクロロビフェニル（PCB118、2 mg/kg）とCd（5 mg/kg）の同時浄化効果と、安全な米生産への影響を評価した。処理140日後、土壌中の残留PCB118濃度は0.46 mg/kg（対照）から0.42〜0.31 mg/kgに減少し、土壌中の可給態Cdは3.40 mg/kg（対照）から3.18〜2.50 mg/kgに低下した。中核となるメカニズムは、nZVIによって誘発される非晶質Feの形成にあり、これは化学的触媒作用と微生物代謝を介したPCB118の分解を促進するだけでなく、表面錯体形成と共沈殿を通じて、移動性のCdを安定なFe/Mn酸化物結合画分への変換を促進する。注目すべきことに、50〜500 mg/kgのnZVI処理により、イネの収量は5.66 g/株から6.48〜8.18 g/株に増加し、一方で玄米中のPCB118とCd含有量はそれぞれ0.033 mg/kgと0.38 mg/kgから0.012〜0.025 mg/kgと0.14〜0.24 mg/kgに減少した。この結果は、2つの要因に起因する：nZVIによって媒介される根の鉄プラーク形成の顕著な促進（対照の179.79〜389.61％）が汚染物質を封鎖し、初期の吸収を制限したこと、およびnZVI施用土壌における後期生育段階での汚染物質の生物学的利用可能性の持続的な低下である。最終的に、nZVIはFe代謝、Cd隔離、PCBs分解に関与する機能性微生物群集を選択的に富化し、それによりFe変換、微生物応答、汚染物質浄化を含む制御ネットワークを構築する。このネットワークにより、複合汚染の同時浄化と安全な農業生産の保証の両方が可能となる。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Soil co-contamination with polychlorinated biphenyls (PCBs) and cadmium (Cd) threatens agricultural sustainability. Simultaneous remediation of these pollutants remains challenging due to their distinct physicochemical properties and divergent remediation pathways. Herein, we conducted a 140-day pot experiment to evaluate the efficacy of nanoscale zero-valent iron (nZVI) at doses of 50, 200, and 500 mg/kg for the simultaneous remediation of 2,3',4,4',5-pentachlorobiphenyl (PCB118, 2 mg/kg) and Cd (5 mg/kg), and its implications for safe rice production. After 140 days of treatment, soil residual PCB118 concentrations decreased from 0.46 mg/kg (control) to 0.42-0.31 mg/kg, and soil available Cd declined from 3.40 mg/kg (control) to 3.18-2.50 mg/kg. The core mechanism lies in the nZVI-induced formation of amorphous Fe, which not only facilitates PCB118 degradation via chemical catalysis and microbial metabolism but also drives the conversion of mobile Cd to stable Fe/Mn oxide-bound fractions through surface complexation and co-precipitation. Notably, 50-500 mg/kg nZVI treatments increased rice yield from 5.66 g/plant to 6.48-8.18 g/plant, while reducing the contents of PCB118 and Cd in grains from 0.033 mg/kg and 0.38 mg/kg to 0.012-0.025 mg/kg and 0.14-0.24 mg/kg, respectively. This outcome is attributed to two factors: the prominent enhancement of root Fe plaque formation mediated by nZVI (179.79-389.61 % of the control), which sequestered pollutants and limited their early uptake; and the sustained lower contaminant bioavailability within nZVI-amended soil during later growth stages. Ultimately, nZVI selectively enriches functional microbial taxa involved in Fe metabolism, Cd sequestration, and PCBs degradation, thereby establishing a regulatory network encompassing Fe transformation, microbial response, and pollutant remediation. This network enables both the simultaneous remediation of co-contaminations and the assurance of safe agricultural production.

• semanticscholar https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.141029first seen 2026-07-16 06:55:40 · last seen 2026-08-09 05:59:00