地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制

程一涵; 邓娅敏; 薛江凯; 张余茜

doi:10.3799/dqkx.2022.145

地球科学 ›› 2024, Vol. 49 ›› Issue (02) : 793 -802. DOI: 10.3799/dqkx.2022.145

地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制

程一涵 ¹ ,
邓娅敏 ¹ ,
薛江凯 ² ,
张余茜 ²

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Formation Mechanism and Characterization of Mn(Ⅲ)-Humic Ligands Colloids in Ground Water Environment

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摘要

Mn（Ⅲ）是锰氧化还原循环中电子传递的中间体，广泛参与陆地和海洋生态系统中的碳、铁和硫的地球化学循环. 近年来在厌氧、微氧和有氧水环境中陆续发现了Mn（Ⅲ）有机络合物存在，研究地下水环境中Mn（Ⅲ）-腐殖质胶体的形成机制与行为特征对于认识锰的地球化学循环及其影响的营养物和污染物的迁移转化机制具有重要意义. 通过开展批实验，探讨氧气条件、腐殖质浓度和有机质种类对Mn（Ⅲ）-腐殖质胶体形成的影响，并结合FTIR、XRD、XPS、TEM多种手段表征其理化性质与稳定性.研究发现：厌氧或有氧-厌氧环境有利于Mn（Ⅲ）-腐殖质胶体形成，Mn（Ⅲ）-腐殖质的络合程度随着腐殖质浓度的升高而增强，富里酸更容易与Mn（Ⅲ）络合，但形成的胶体稳定性较Mn（Ⅲ）-胡敏酸胶体差. Mn（Ⅲ）-腐殖质胶体呈无定形形态，腐殖质上的羧基等含氧官能团与Mn（Ⅲ）形成内球络合物，可减缓Mn（Ⅲ）歧化程度. Mn（Ⅲ）-腐殖质胶体具有氧化和吸附能力，对地下水中污染物的迁移转化具有重要的环境意义.