几种有机化合物对土壤中铁与锰的氧化物还原和溶解作用

应用我们提出的实验方法进行研究,结果表明,有机化合物的结构状况,还原强度和(或)络合强度是决定铁、锰溶解量的主要因素。铁的氧化物其还原溶解的次序是:无定形铁的氧化物>针铁矿>赤铁矿。某些铁、锰的氧化物表面的预处理将会引起铁、锰溶解量的降低。文中还提出了土壤中铁、锰的氧化物溶解的表面化学反应机制的初步设想。     

低分子量有机化合物对MnO_2和土壤氧化锰的还原溶解作用

为考察土壤锰氧化物的还原溶解行为,本文选取常见的根系分泌的8种有机酸(抗坏血酸、香草酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、水杨酸、半胱氨酸和邻苯二甲酸)和1种酚类化合物(邻苯二酚),人工合成的Mn O2和5种富含氧化锰的土壤(广东徐闻的砖红壤、海南澄迈的砖红壤、云南昆明的砖红壤、浙江嵊县的红壤和江苏南京的黄棕壤),研究了有机化合物对氧化锰的还原溶解作用.结果表明,较低p H和较高温度有利于有机化合物对Mn O2的还原溶解.在p H 4.5—5.5和温度5—45℃范围内,不同有机化合物还原溶解Mn O2能力的大小顺序为:邻苯二酚半胱氨酸抗坏血酸香草酸柠檬酸草酸≈酒石酸水杨酸≈邻苯二甲酸.邻苯二酚、半胱氨酸和抗坏血酸对土壤中氧化锰也有较强的还原溶解能力.当5种土壤比较时,徐闻砖红壤中还原溶解出的锰量最高,其次为昆明砖红壤,嵊县红壤中还原溶解出的锰量最小.当有还原性有机化合物存在时徐闻砖红壤、昆明砖红壤和澄迈砖红壤中的氧化锰容易发生还原溶解反应,增加土壤中可溶态和交换态Mn2+的含量,并可能对植物产生锰毒害.     

海底铁锰氧化还原过程的模拟研究

本文用室内海水-沉积物平衡箱研究了沉积物间隙水中铁、锰的垂直变化分布和随时间变化的分布,Fe~(2+)随深度、时间的变化幅度大,在六个月的实验期内均是如此,而Mn~(2+)在放置三个月后即趋于稳定;Fe~(2+),Mn~(2+)产生的宏观经验动力学表明:Fe~(2+)受pH影响远比Mn~(2+)大,且随着深度的增加更为明显,Fe~(2+)在较下层产生速率大,而Mn~(2+)反之;Fe~(2+)的扩散转移是上覆海水向沉积物中转移,扩散量为-60.7ug/m~2d,Nn~(2+)转移方向相反,扩散量为1746.2ug/m~2.d。     

土壤中锰氧化物的形态及其化学提取方法综述

土壤中锰元素主要来自于成土母质,风化后的锰主要以锰氧化物形式存在于土壤中.锰氧化物因具有比表面积大、表面电荷低、对金属的亲合力强、氧化还原电位高等特性,对土壤中痕量金属的环境行为存在重要影响.化学提取方法是研究土壤中不同固相组分的重要手段.本文首先从土壤中锰的来源及主要存在形态出发,介绍了不同价态锰(+2、+3、+4)...     

不同母质发育的水稻土中铁,锰对甲烷排放的影响

盆栽结果表明,不同土壤类型铁,锰含量的差异是造成不同土壤类型间甲烷排放量差异甚大的重要因素之一。土壤中铁,锰通过对土壤氧化还原电位及根膜形成的影响而影响甲烷的排放。     

选择性萃取方法在生物膜上铁、锰氧化物分离中的应用

1　IntroductionSurfacecoatings (biofilmsandassociatedminerals)existonallkindsofsolidphasesinnaturalaquaticenvironments.FeandMnoxideswerefoundedtobethemostimportantcomponentsofsur facecoatingsfortheirhighadsorptioncapacity[1—3].Tostudytherelativeroleofdif…     

土壤中氧化铁的有机还原溶解动力学

研究了土壤中的氧化铁被两种酚化合物还原而溶解的动力学，结果表明，在ｐＨ恒定和有机还原剂过量的情况下，氧化铁的还原溶解符合一级反应动力学方程，还原溶解速率大小与土壤中氧化铁的结晶形态有关．氧化锰的存在影响着氧化铁的还原溶解，在存在足够的还原剂的条件下，两者可同时还原．实验中求得黄壤和赤红壤中氧化铁的还原溶解反应对［Ｈ＋］的反应级数分别为０．１２６和０．１７４。土壤中氧化铁的还原溶解是一个受表面反应控制的过程，反应的速率控制步骤是表面的电子转移反应，磷酸根在土壤中的吸附占据了氧化铁表面的反应位，因而明显抑制还原溶解反应．     

地下环境中铁氧化物生物异化还原耦合降解硝基苯的影响因素研究

通过静态实验模拟地下水厌氧环境,研究了碳源、电子受体、初始微生物量和硝基苯浓度等因素对地下环境中微生物异化铁还原作用耦合降解硝基苯的影响。实验选取乙酸铵、葡萄糖、柠檬酸铵为碳源,针铁矿、赤铁矿为电子受体,进行异化铁还原协同耦合降解硝基苯。结果表明：乙酸铵为碳源时硝基苯的降解率最高为78.5%;针铁矿作电子受体时硝基苯降解效果比赤铁矿好,且0.3 mg·L-1效果最好;微生物量对耦合体系中硝基苯降解率有影响但并不显著,最适宜的初始微生物量为4×108cells·mL-1;硝基苯质量浓度在50～150 mg·L-1时,硝基苯浓度与降解率呈负相关,其中对50 mg·L-1的初始硝基苯质量浓度降解效果最好。因此,碳源和电子受体对地下环境中微生物异化铁还原作用耦合降解硝基苯具有重要的影响。     

锰氧化物对有机污染物的转化机制研究进展

以土壤/沉积物中普遍存在且具有较强氧化活性的锰氧化物为研究对象,探讨了水-锰氧化物体系对医药品和个人护理用品等典型环境污染物的转化行为,并从污染物的分子结构出发,分别综述了锰氧化物对酚类、胺类、氮杂环、氮杂环N-氧化物、酸类等典型环境污染物的分子转化机制.为该类污染物环境行为及其潜在风险的科学评价、有效控制奠定理论基础.     

土壤还原过程对氯代有机污染物还原脱氯的影响与机制

自然环境中,大多数氯代有机污染物厌氧还原脱氯反应是与土壤环境中一些生源要素的生物化学还原过程相伴生。有机污染物的种类、生物有效性以及毒性能够显著影响这些生源要素的转化,反过来,土壤中活跃的氧化还原反应也可以显著影响有机污染物的动力学转化过程。本文从氧化还原顺序上综述了反硝化过程、铁还原过程、硫酸盐还原过程和产甲烷过程对氯代有机污染物厌氧还原脱氯过程的影响与作用机制,旨在为氯代有机污染物在厌氧环境中还原脱氯的过程与机理的进一步研究、以及还原脱氯与微生物介导的生源要素氧化还原过程的耦合作用机制的揭示提供参考。     

ASE—一种用于土壤中环境有机化合物快速制备的加速溶剂萃取体系

在有机分析中,很少有普遍适用的进行土壤有效处理的自动萃取体系.多年来,美国环境保护局(EPA)也一直试图解决这一问题.索氏萃取虽然是实验室中使用最多的方法.但其萃取时间太长(大约16h),溶剂用量很大(>500ml),使用时并不理想.其它一些方法虽能部分克服索氏萃取的缺点,但它们本身也存在这样或那样的问题:例如超声萃取使用的溶剂仍然较多,仪器保养要求较高,在使用时可能会破坏某些分析物(如有机磷化合物):超临界流体萃取(SFE)常常需要一种共溶剂,而且其应用范围较窄.操作人员要有很高的技术才能得到可靠的结果.     

Fe^0对土壤中对氯硝基苯和对硝基甲苯的还原

采用零价铁(Fe0)还原技术,在25℃和常压下修复受对氯硝基苯(PCNB)和对硝基甲苯(PNT)混合污染的土壤,研究不同反应条件对还原反应的影响及产物在反应历程中的变化.实验结果表明:零价铁能够有效地将土壤中PCNB和PNT还原为其对应的苯胺化合物.在PCNB和PNT的初始含量约为2.5×106mol·g-1,Fe0加人最为25 mg·g-1,土壤水分含量为0.75 mL·g-1,土壤初始pH值为6.8,于25℃下反应5 h,PCNB和PNT的还原率都可达93%以上.Fe0用量、土壤初始pH值、温度和土壤含水量均对Fe0还原硝基苯类化合物有较明显影响,偏酸性的土壤、较高的温度、增加Fe0用量和饱和的土壤含水量能显著提高还原率.     

铁、铝氧化物和土壤对苄嘧磺隆的吸附

用平衡吸附法研究了苄嘧磺隆在两种土壤(广州赤红壤、湖南红壤)和两种人工合成氧化物(针铁矿、铝氧化物)中的吸附,以及pH对吸附的影响.结果表明:(1)用Langmuir,Freundlich和Temkin等温方程描述供试样品对苄嘧磺隆的吸附,其中Freundlich吸附等温方程拟合的结果较佳.在苄嘧磺隆的实验浓度范围内和一定的pH条件下,吸附苄嘧磺隆的量随其浓度的升高而增加,其顺序为:铝氧化物＞湖南红壤＞针铁矿＞广州赤红壤.(2)苄嘧磺隆在供试样品中的吸附量随溶液pH值的升高而减小.     

土壤锌铁铜锰形态分布及其有效性

各土壤微量元素的形态分布特性有相似的规律，每个微量元素的各种形态都可以根据其对植物的有效性划分为两组．第一组形态分布百分率与植物有效性指数呈显著或极显著相关．第二组则呈显著或极显著负相关．因而第一组的形态为主要的有效养分源，第二组的形态很难为植物提供有效养分．减少相应元素转化成为第二组的形态和增加第一组各形态的储备容量是调节和控制土壤营养的重要措施．     

生物炭-锰氧化物复合材料对红壤吸附铜特性的影响

锰氧化物作为改性材料应用于制造复合材料一直是环境领域的研究热点,锰氧化物改性的复合材料在水处理、空气清新剂等领域应用广泛。但目前,将生物炭-锰氧化物复合材料作为吸附材料改变土壤对铜吸持能力的研究还不多见。采用等温平衡吸附法,测定生物炭-锰氧化物复合材料对红壤吸附铜的能力影响,并应用Freundlich方程Cs=KfCen分析红壤对铜的吸附特征。结果表明：不同用量的生物炭-锰氧化物复合材料加入后,均会明显提高红壤对铜的吸附量。添加0.5%、1.0%、2.0%和4.0%生物炭-锰氧化物复合材料的红壤处理,其铜的吸附量较未添加处理分别增加了63.1%、130%,310%和509%。Freundlich吸附方程能较好的描述不同用量生物炭-锰氧化物复合材料影响红壤对铜的吸附特征。添加0.5%、1.0%、2.0%和4.0%炭-锰材料处理的分配系数（Kf值）分别为0.176、0.286、0.653和0.800。生物炭-锰氧化物复合材料用量为4.0%时,分配系数（Kf值）较对照红壤提高了5倍,生物炭-锰氧化物复合材料加入红壤后对红壤pH值影响不大,对CEC（阳离子交换量）有较大的影响;生物炭-锰氧化物复合材料用量为4.0%时,CEC为5.59 cmol·kg-1,较对照增加了14.1%,温度升高,有利于提高红壤对铜的吸附能力。生物炭-锰氧化物复合材料加入红壤后,红壤在1034.63、537.22、471.45 cm-1处有吸收峰出现,红壤表面-OH、Mg-O、Si-O等活性官能团数量明显增加。生物炭-锰氧化物复合材料增加红壤对铜的吸附机制可能是红壤表面Mg-O、Si-O等官能团与铜形成了Mg-O-Cu-、Si-O-Cu-络合物,提高了红壤对铜的吸持能力。从土壤化学与土壤修复的角度出发,生物炭-锰氧化物复合材料可用于铜污染红壤修复。     

土壤酸化与油菜锰毒关系研究

对湖北省的主要旱地土壤种植多茬作物后油菜生产锰毒的原因进行了研究。结果表明,供试土壤pH值较原土样下降了1．0个单位。除石灰性土壤外,其它中酸性土壤交换性锰明显增加,造成油菜对锰吸收过量,同时由于吸收过程中锰铁拮抗作用的存在,植株在土壤锰毒发生后吸收的铁量下降,使体内锰铁比上升。     

不同母质发育的水稻土中铁、锰对甲烷排放的影响

盆栽结果表明,不同土壤类型铁、锰含量的差异是造成不同土壤类型间甲烷排放量差异甚大的重要因素之一。土壤中铁、锰通过对土壤氧化还原电位及根膜形成的影响而影响甲烷的排放。     

锰氧化物-阳离子交换树脂复合材料的制备及其对水中重金属的吸附性能

采用原位沉淀-空气氧化法将锰氧化物负载于大孔强酸性阳离子交换树脂D001上,制备出一种新型锰氧化物-阳离子交换树脂复合材料Mn-D001,并对该材料吸附水中Pb2+、Cd2+、Cu2+的性能进行了深入研究.TEM、XRD以及XPS的分析结果表明,负载的锰氧化物以MnO2的形态存在.基于单一金属离子静态吸附的一元体系实验表明,Mn-D001比D001对Pb2+、Cd2+、Cu2+具有更高的吸附选择性,在高浓度竞争离子Ca2+、Mg2+、Na+共存的情况下,仍能保持较高的重金属去除率;Mn-D001对Pb2+、Cd2+、Cu2+的吸附行为符合准一级动力学模型(R2>0.99)和Langmuir吸附等温线模型(R2>0.99).在温度为303 K时,Mn-D001对3种重金属的饱和吸附容量可分别达到476.19 mg.g-1、243.90 mg.g-1及196.08 mg.g-1,优于原有树脂D001.基于复合重金属离子竞争吸附的二元、三元体系的实验表明,Mn-D001对3种重金属的吸附能力顺序为Pb2+>Cu2+>Cd2+,吸附能力由原有树脂D001以及负载的锰氧化物的性质共同决定.     

零价铁对土壤中间氯硝基苯和间硝基甲苯的还原研究

常温常压下,利用零价铁(ZVI)对土壤中间氯硝基苯(MCNB)和间硝基甲苯(MNT)2类污染物进行了修复研究.结果表明:ZVI能有效将MCNB和MNT还原为相应的苯胺类化合物,无进一步脱氯或脱甲基反应发生.反应时间、土壤含水量、土壤初始pH值、ZVI用量和反应温度均对还原效果有较明显的影响,当土壤中2种污染物各自浓度约为2.5×10-6 mol·g-1,ZVI加入量为25 mg·g-1,土壤含水量为0.75 mL·g-1,初始pH值为6.8时,(25±1) ℃条件下反应5 h后,2种化合物的还原率均达到80%以上,较长的反应时间、偏酸性的土壤、较高的温度、ZVI用量的增加以及饱和的土壤含水量均能显著提高还原率.     

土壤中植物有效锰的形态分级

用4种方法测定土壤有效态锰含量,并加以比较和评价,从而确定出最优的土壤有效锰测定方法。研究结果表明,采用一种顺序浸提的方法能比较准确地反映土壤的供锰状况,锰组分及其相应浸提剂为易溶态锰(O.05mol／LCa(NO