《典型區域土壤中銻的遷移與微界面過程》是依託北京師範大學，由何孟常擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：典型區域土壤中銻的遷移與微界面過程
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：何孟常
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於人類活動和銻化合物的廣泛使用，環境中銻污染越來越嚴重，並成為全球性、熱點污染物，已逐漸引起國內外學者的高度重視。中國銻儲量和產量居世界之首，並存在銻的高背景含量及地球化學異常，土壤銻污染嚴重。本項目針對中國土壤銻污染嚴重的實際狀況，通過現場調查、室內模擬實驗，並藉助現代儀器分析技術，擬開展典型污染區域土壤中銻的形態分布特徵、遷移及界面轉化過程研究，評估典型區域土壤中銻的主要存在形態，探明典型區域土壤中銻的形成過程，揭示土壤中銻遷移的主要途徑及驅動機制、以及界面形態轉化過程及關鍵影響因素。並試圖從分子水平了解其土壤微界面形態轉化機理。其成果將對土壤銻污染預防與控制具有重要的理論和實際指導意義，對土壤銻污染的生物有效性及潛在健康風險評價提供數據支持。
結題摘要
由於人類活動和銻化合物的廣泛使用，環境中銻污染越來越嚴重，並成為全球性、新型污染物。中國銻儲量和產量居世界之首，土壤銻污染嚴重。本項目重點研究了典型銻礦區污染表層和剖面土壤中銻的濃度和形態分布、遷移特徵和微界面轉化過程，取得以下主要成果： （1）研究了銻礦區表層和剖面土壤中銻及砷的濃度和分布特徵。結果表明：礦區表層土壤中受到高濃度銻污染，富集倍數達235.8倍。高濃度銻、砷污染主要聚集於土壤表層(0–40 cm)，深層土壤中的銻砷等元素總含量相對較低。在礦區土壤中，銻、砷主要以無機形態的Sb(III)、Sb(V)、As(III)、As(V)存在，甲基形態銻（TMSb）和砷（MMA、DMA）相對較少。 （2）研究了不同土壤和環境組分對銻的吸附特徵，並探討了其吸附機理。鋁鐵礦物含量最高的磚紅壤對甲基態銻和砷的吸附能力最強。溶解性有機質添加至氧化鈦吸附-解吸體系對銻的移動性與pH值關係密切。當pH值為酸性條件時，銻的遷移受到抑制，在pH值為9–11時，溶解性有機質能顯著增強銻的移動性。 （3）研究了Fe(II)、Fe(III)絡合物、鐵系礦物對Sb(III)的催化氧化過程及機理。例如：黃鐵礦溶液中及其吸附在黃鐵礦表面的三價銻被氧化為五價銻。三價銻的氧化速率隨溶液pH值升高而降低。黃鐵礦產生的羥基自由基和過氧化氫是三價銻的氧化劑。在酸性條件下，羥基自由基是三價銻的主要氧化劑；而在鹼性條件下，過氧化氫是其主要的氧化劑。在厭氧條件下，三價銻在黃鐵礦溶液中的氧化速率被抑制。在有氧環境中，三價銻在表面被氧化的黃鐵礦溶液中的氧化速率增強。在光照條件下，形成了更多的羥基自由基和過氧化氫，加快三價銻的氧化速率。 （4）研究了不同pH條件下Sb(III)和Sb(V)在不同鐵氧化物的吸附機理。Sb(III)和Sb(V)在鐵氧化物表面吸附親和性與銻形態、pH、鐵氧化物特徵有關，酸性條件有利於Sb(V)吸附，隨著pH值增加吸附能力顯著降低，而Sb(III)吸附在較廣範圍（pH=6-12）保持不變。當pH＞7，Sb(III)在針鐵礦和水合氧化鐵表面吸附強於Sb(V)。EXAFS分析表明吸附在HFO表面或者形成共沉澱的Sb(III)在長期樣品保存過程中被氧化到Sb(V)。
