《腐殖質分子量和結構特徵對其氧化還原活性的影響研究》是依託北京林業大學，由姜傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：腐殖質分子量和結構特徵對其氧化還原活性的影響研究
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：姜傑
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
土壤腐殖質具有氧化還原活性，能夠影響污染物在土壤環境中的遷移轉化。其氧化還原能力和電子載體能力與分子結構相關，目前關於腐殖質氧化還原官能團的研究尚未全面展開。耦合土壤環境(土壤孔隙、Eh、pH值)研究腐殖質分子結構對其氧化還原活性的影響，在生物地球化學循環, 污染物控制及原位污染治理等方面具有廣泛的科學意義。本研究著重探究腐殖酸分子結構與氧化還原能力的關係，進而建立不同分子量腐殖酸組分在土壤環境中的氧化還原模型。利用光譜學和電子自旋共振等方法，探究腐殖酸還原前後氧化還原官能團數量和種類變化，結合腐殖酸粒徑分布情況，完善土壤環境中腐殖酸與污染物遷移轉化模型；並利用腐殖酸與重金屬砷的反應實驗結果對模型進行修正。本項目研究為土壤微孔中潛在污染物的遷移與轉化提供有效的治理策略，為利用腐殖質氧化還原活性預測土壤環境中污染物的歸宿提供理論依據。
結題摘要
土壤腐殖質具有氧化還原活性，能夠影響污染物在土壤環境中的遷移轉化。其氧化還原能力和電子載體能力與分子結構相關，目前關於腐殖質氧化還原官能團的研究尚未全面展開。耦合土壤環境(土壤孔隙、Eh、pH值)研究腐殖質分子結構對其氧化還原活性的影響，在生物地球化學循環, 污染物控制及原位污染治理等方面具有廣泛的科學意義。本研究著重探究腐殖酸分子結構與氧化還原能力的關係，進而建立不同分子量腐殖酸組分在土壤環境中的氧化還原模型。利用光譜學方法，探究腐殖酸還原前後氧化還原官能團數量和種類變化。我們發現Leonardite腐殖酸（LHA）3500-LMWF僅占原液HA樣品總有機碳的0.40％至1.53％，然而，LMWF LHA每克碳的還原能力比原液LHA高206倍。在所有原態LMWF HA樣品中醌類螢光團的激發/發射（Ex/Em）位置位於260-270/455-495nm，而原態LMWF HA中的醌類螢光團可以是還原為螢光團A和螢光團B（Ex/Em在300-305/420-430nm和415-425/415-430nm），分別與苯π-π*躍遷和醌π-π*躍遷有關。兩種螢光團（A和B）的螢光強度與LMWF HA的還原能力具有很強的相關性，這證實了醌類螢光團在HA的氧化還原性質中的關鍵作用。由於LMWF HA可以通過改變其價態和溶解度進入微孔與污染物反應，因此生物質的套用將對污染土壤場地的長期修復發揮巨大作用。腐殖酸、富里酸有機碳濃度的增加（TOC=0，2，5，10 mg C/L）可以彌補低溫（10℃）和高溫（35℃）之間還原速率的差異。在常見的地下水溫度（10-25°C）下，相較於相同濃度的PPFA加速微生物鐵還原過程，PPHA試驗結果顯示出更強的效果。pH對於腐殖酸加速微生物鐵還原過程有較大的影響。在pH＞5的酸性條件下促進，在pH＞8的鹼性條件下抑制。本項目研究為土壤微孔中潛在污染物的遷移與轉化提供有效的治理策略，為利用腐殖質氧化還原活性預測土壤環境中污染物的歸宿提供理論依據。
