第八届青年地学论坛

土壤胶体界面上耦合的元素周转过程是解决土壤污染、提升土壤碳中和能力的理论基础。由于缺乏合适的技术手段与模型方法，导致土壤矿物-有机质界面作用难以量化，环境效应难以定量评估。基于此，我们借助X射线吸收光谱分析了氧化铁-腐殖酸复合体及土壤中Cd、Pb的化学形态，通过组分相加多表面形态模型预测结果与吸收谱分析结果比较，发现铁-碳反应促进重金属从有机质向铁氧化物迁移；其主要机制为有机分子通过配位交换作用促进Fe团簇纳米颗粒稳定，同时氧化铁大量掩蔽有机质上的活性位点。通过在多表面形态模型中增加铁-腐殖酸络合反应，同时调整氧化铁比表面积和络合铁含量，可以模拟复杂土壤体系中重金属形态变化趋势。上述研究以重金属离子为探针，为量化土壤铁-碳界面作用提供了新思路。为进一步验证土壤中的铁-碳作用，我们开展了细菌胞外聚合物添加的土壤培养实验，同步辐射微区红外分析发现培养过程降低了有机分子与层状硅酸盐矿物的结合强度，而铁氧化物-有机分子复合物能稳定存在。基于表面络合模型的铁-碳作用如何纳入土壤固碳模型有待进一步研究。
 

微界面，重金属，有机碳，铁-碳作用，模型