铁氧化物-硅酸盐复合物的形成、性质及其对砷的固定

摘要

铁氧化物与硅酸盐矿物是土壤中最重要、最活跃的固相组分,它们之间的交互作用直接影响土壤物理化学特性,可有效地调控土壤(类)重金属的迁移、转化.本文以铁氧化物和硅酸盐矿物胶结过程中的一些表观特征变化为出发点,从宏观、表观到微观综述了二者交互作用的界面特性和机理、交互作用前后对土壤砷的固定与释放机制等内容.本文阐明层状硅酸盐与铁氧化物通过多种化学作用而发生表面复合,其中静电作用是作用力之一,带负电荷的硅酸盐与带正电荷的铁氧化物在静电引力的作用下迅速结合,在胶体表面双电层上形成二元团聚体;形成的二元团聚体可改变土壤矿物的表面积和孔性结构、表面电化学特性和物理性质.同时,铁氧化物-硅酸盐复合物表面的活性基团可以通过内层络合共氧的方式将土壤中AsO42-络合,形成单核或双核表面络合物而固定砷.复合物对AsO42-的吸附能力介于铁氧化物和硅酸盐矿物之间,并更接近铁氧化物的表面吸附特性.本文旨在为土壤砷的原位固定提供理论支撑.