红壤胶体铁氧化物界面有机氯的非生物转化研究进展

《红壤胶体铁氧化物界面有机氯的非生物转化研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、李芳柏等：红壤胶体铁氧化物界面有机氯的非生物转化研究进展9红壤胶体铁氧化物界面有机氯的非生物转化研究进展李芳柏*，王旭刚，周顺桂，刘承帅广东省生态环境与土壤研究所//广东省农业环境综合治理重点实验室，广东广州510650摘要：综述了红壤胶体铁氧化物的结构、形态及其转化；铁氧化物界面有机氯的非生物转化过程及其影响因素；异化铁还原作用下的有机氯转化过程。有机氯的非生物转化主要包括氧化转化与脱氯转化过程。氧化转化包括暗态下的化学氧化与光化学氧化过程；脱氯转化包括脱氢卤化、加氢脱氯、脱双卤、二聚脱氯与亲核置换脱氯等反应过程。有机氯的非生物转化主要受胶体界面pH、Eh、

2、水溶性有机物、金属离子、铁氧化物形态与铁还原细菌等的显著影响。有机氯非生物转化的化学－微生物耦合机制、复合污染条件下重金属对界面有机氯非生物转化过程的影响机制、红壤胶体界面有机氯污染的综合调控技术方法等三个方面值得关注，有助于推动土壤胶体界面环境化学的发展。关键词：红壤胶体；铁氧化物；有机氯；非生物转化；界面中图分类号：X131.3文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）05-1343-09李芳柏等：红壤胶体铁氧化物界面有机氯的非生物转化研究进展9我国热带亚热带地区，广泛分布着各种红色和黄色的土壤，由于他们在土壤发生和生产利用上有共同之处，统归于

3、红壤系列，包括砖红壤、赤红壤、红壤和黄壤等主要土类。其分布范围大致北起长江两岸，南至南海诸岛，东起台湾、澎湖列岛，西达云贵高原及横断山脉，包括广东、广西、福建、台湾、江西、湖南、云南、贵州、浙江、安徽、湖北、四川、江苏和西藏南面的一部分，涉及14个省区，总面积203万km2，约占全国土地总面积21%[1]。红壤资源正在遭受严重的退化，有机氯杀虫剂、除草剂等难降解有机物污染是红壤退化的重要原因之一[2]。有机氯大多具有持久性、强烈的生物毒性，难以被微生物利用与转化。首批列入关于《持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》受控名单的12种持久性有机物包括滴滴涕、氯丹、灭蚁

4、灵、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚、六氯苯等9种有机氯杀虫剂、多氯联苯、二恶英（多氯二苯并-p-二恶英）、呋喃（多氯二苯并呋喃）等。这些污染物能够经过长距离迁移而到达偏远的极地地区[3]，并且可以通过食物链富集（生物富集因子高达4000~70000），最终严重影响人类健康。有机氯的自然降解过程极其缓慢，降解周期一般都较其它农药长（如α-HCH和γ-HCH的降解半衰期分别为26a和42a[4]。铁是自然界中常见的变价元素，矿物中铁的价态为+2和+3价。红壤胶体中含有大量的铁氧化物（包括氢氧化物）[5-10]。在土壤、水溶液和其它类型的沉积环境中，带有表面

5、电荷及含有变价元素的天然铁氧化物和氢氧化物是典型的潜在氧化剂，通常具有巨大的比表面积，反应性强，并且对有机物的转化和降解具有催化作用，可以使某些毒害有机物发生氧化或还原降解作用[11]。1红壤中的铁氧化物1.1铁氧化物的结构、形态与性质红壤中主要铁氧化物包括针铁矿、赤铁矿、纤铁矿、磁赤铁矿等[12-13]。针铁矿和赤铁矿[14-16]最常见；水稻土的心土层[17]，质地较轻的潜育土[18]，或排水不良而富含有机质的土壤[15]以及锈斑中[19]有纤铁矿存在；磁赤铁矿等也可以在一定的土壤中找到[20]。粘粒中的铁氧化物是成土过程和成土环境的反映[6]，其含量与成

6、土母质和环境条件密切相关[7,9]。无定形氧化铁比表面积大、活性较高。表1中罗列了土壤中常见铁氧化物的禁带宽度、颜色、3个最强XRD峰的d值、主要红外峰位等。这些基本数据是鉴定铁氧化物种类与形态的关键性质[5]。铁氧化物的形态主要有结构态和游离态。结构态的铁氧化物与硅酸盐和铝氧化物结合和因同晶置换而存在于粘土矿物的结构内[14-15]。氧化铁及其水合物统称为游离铁或游离氧化铁[20]，游离铁存在于粘土矿物的表面，与环境作用强烈。游离态铁氧化物包括晶体态或无定形态。同一母质不同水热条件发育的红壤铁游离度也不同，例如，玄武岩上发育的红壤、赤红壤和砖红壤中铁的游离度

7、分别为33%~35%、53%~57%和61%~64%[1-2]。我国红壤粘粒中游离氧化铁的含量在2%~24%(Fe2O3)之间变动[2]。章明奎[21]认为铁的游离度、活化度及赤铁矿系数可以用来划分红壤、黄红壤和黄壤亚类。李芳柏等：红壤胶体铁氧化物界面有机氯的非生物转化研究进展9表1铁氧化物理化学性质Table1Physi-chemicalpropertiesofironoxides铁氧化物中文名称化学式带宽/eV颜色XRD峰d-value(Å)红外峰/cm-1Goethite针铁矿a-FeOOH2.10深黄棕色7.5YR-2.5Y4.183,2.450,2.

8、693890,797Lepidocro