铬取代针铁矿异化铁还原过程及铬的环境行为研究

• 作者: 刘承帅 华健 王春 童辉 陈曼佳
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 异化铁还原 铬 针铁矿 希瓦氏菌
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 页码范围: 1883-1889
• 页数: 7页
• 分类号: X131.3|X53
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2020.09.021

摘要

铬(Cr)是环境中常见的重金属污染物,在土壤中常与铁氧化物结合在一起,其环境行为受到土壤铁循环过程的影响;尤其是在铁还原菌作用下,该类铁氧化物容易发生还原溶解,增强了Cr的移动性.以土壤中常见的Cr(III)取代针铁矿(Cr-Goe)为研究对象,利用微生物生长Logistic方程拟合、相关分析等统计方法以及X射线衍射(XRD)表征手段,研究异化铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1对不同铬取代量针铁矿的Fe(III)还原、重金属释放固定以及矿物物相变化.不同反应体系中Fe(II)的生成表明,Shewanella oneidensis MR-1具备还原Cr取代针铁矿的能力;与纯针铁矿相比较,铬的取代抑制了针铁矿的铁还原过程,且铁还原效果随Cr取代率的增加而降低,其大小顺序为针铁矿>1.5％Cr-Goe>3.4％Cr-Goe>9.03％Cr-Goe>10.3％Cr-Goe.铁还原速率k值与针铁矿中Cr(III)的取代量呈指数关系(R2=0.9995,P<0.001);当针铁矿中Cr(III)的摩尔取代量大于9.03％时,Cr-Goe的铁还原速率呈最低值,约为0.26 d?1.在异化铁还原的同时,包裹于铁矿中的Cr被释放到环境中,且随矿物二次成矿,部分Cr(III)再一次被包裹到矿物晶格中.XRD表征显示,矿物在异化铁还原过程中,矿物相仍为针铁矿.该研究结果可为土壤铁还原过程中重金属的环境行为提供理论依据.