泥炭沼泽源酚酸对铁有机复合体的溶解作用及其环境意义

泥炭沼泽是具有全球意义的湿地类型,研究泥炭沼泽源酚酸对铁有机复合体的溶解作用有助于深入了解铁碳耦合地球化学循环过程.以中国东北金川泥炭沼泽为研究对象,提取了泥炭腐殖质,并实验合成了铁有机复合体及一系列的铁氧化物.选择原儿茶酸、咖啡酸和没食子酸等代表性泥炭沼泽源酚酸对铁有机复合体以及铁氧化物等系统开展了不同条件下的溶解试验.结果表明酚酸对无定型的水铁矿和新合成的铁有机复合溶解能力相对较弱,而对结晶态的赤铁矿、针铁矿和老化后的铁有机复合体的溶解能力较强.pH值、酚酸浓度和铁氧化物自身的结构和组成都对铁矿物的溶解作用产生影响.反映了铁有机复合体在酚酸溶液体系中比无机铁氧化物更稳定,这与泥炭沼泽中有机结合态铁比例较高、而普通矿质土壤中结晶态铁氧化物占比更大的事实相吻合.证明了铁有机复合体是泥炭沼泽中影响铁碳循环耦合的关键载体.泥炭沼泽中铁碳作用十分复杂,既能以铁有机络合物形式向海洋等水生生态系统输出大量的溶解性铁,也能通过铁有机复合体的形成促进泥炭沼泽有机碳的保存,进而影响全球铁碳循环耦合,具有重要的生态环境意义.

基于同步辐射技术研究土壤铁氧化物固定重金属分子机制的进展

铁氧化物在土壤中广泛赋存,因其比表面积大,对重金属具有很强的吸附固定能力,深刻影响着土壤重金属的形态转化过程.因此,研究土壤铁氧化物对重金属的固定机制,对于深入理解重金属在土壤系统中的环境化学行为以及评估污染土壤重金属生物有效性具有重要意义.然而,采用传统的吸附模型和化学提取法研究土壤铁氧化物固定重金属的机制具有明显的局限性,无法从分子水平上阐明其固定机制.同步辐射技术在环境土壤学的应用显著推进了在分子水平上认识土壤铁氧化物吸附重金属及其受典型环境因子影响的分子机制.本文主要从同步辐射技术的发展历程、模拟系统和实际土壤系统中铁氧化物在多种因素影响下对重金属固定的分子机制等方面进行了综述,同时对同步辐射技术的未来发展趋势及其在该研究领域的应用进行了展望.