纤铁矿与重金属的相互作用——从界面过程到环境行为的研究进展

摘要

铁的生物地球化学循环在土壤物质迁移转化过程尤其是重金属环境行为影响方面扮演着关键角色.纤铁矿是一种常见的亚稳态铁(羟基)氧化物,通常存在于季节性氧化还原交替的土壤环境中,具有较大的比表面积和高表面活性,驱动着土壤物质循环等重要过程.本文以纤铁矿稳定性为纽带,阐述了纤铁矿在不同晶相重组路径中作为起始物种､前驱体(中间产物)和最终产物三种不同定位角色的演化规律.从生物地球化学循环角度对纤铁矿形成和晶相重组过程与重金属的相互作用机制进行了系统论述.重点讨论了典型环境因子(如pH值､含氧阴离子､有机质和微生物等)对纤铁矿稳定性及重金属赋存形态的影响.展望了未来研究发展趋势,包括多过程耦合下铁氧化物相转化机制､重金属在矿物-水界面的微观反应机制､以及重金属归趋的环境因子调控等,以期为基于铁循环调控重金属赋存状态的污染修复及铁矿物作用下重金属环境行为预测等提供参考.