中国微生物学会第十二届地质微生物学学术研讨会

MnO₂、H₂O₂等强氧化剂被认为是表生环境中Cr(III)的主要氧化剂。然而，在碱性环境中，含铬矿物的溶解度、强氧化剂与含铬矿物的空间接触关系等因素，往往限制了强氧化剂氧化Cr(III)。因此，在高碱土壤或地下水中，是否存在着其他氧化剂可直接氧化Cr(III)，成为环境领域的研究热点。热力学分析表明O₂在碱性条件下可直接氧化Cr(III)，但是目前关于O₂直接氧化Cr(III)的研究报道较少，O₂在高碱高铬土壤或地下水形成过程中的作用往往被低估或忽视。
针对上述科学问题，我们以铬铁氢氧化物为代表性含铬矿物，探究了pH、铬铁比（Fe/Cr）及铁载体（DFOB）对氧气氧化Cr(III)过程的影响及反应机理。研究取得如下新认识：
（1） pH增加导致Cr(III)氧化反应的吉布斯自由能减少，因此O₂氧化Cr(III)的速率随着pH的增加而增加；
（2） Fe/Cr增加导致铬铁氢氧化物的氧化还原电位降低，因此O₂氧化Cr(III)的速率随着Fe/Cr的增加而增加；
（3）DFOB可与Cr(III)络合生成Cr(III)-DFOB络合物，其在矿物表面催化作用下可快速被O₂氧化，从而极大地促进了O₂氧化Cr(III)的速率。
本研究结果揭示了高碱环境中O₂及其与铁载体（DFOB）的协同作用在含铬矿物氧化过程中的重要性，对于探究非工业污染区高铬土壤或地下水形成机制及铬污染场地治理产物的稳定性具有重要意义。

铬氧化,铁载体,碱性环境,氧气