[特邀报告]土壤有机磷界面反应特性与机制

土壤有机磷界面反应特性与机制
编号：359 稿件编号：3847 访问权限：私有 更新：2023-04-20 22:32:10 浏览：222次 特邀报告

报告开始：2023年05月06日 14:10 （Asia/Shanghai）

报告时间：20min

所在会议：[4B] 4B、生态与可持续发展 » [4B-1] 4B-1 生态与可持续发展

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摘要
磷是植物生长必需营养元素，也是联系生态系统中生物与非生物作用的关键元素。有机磷在多数土壤和沉积物中大量存在，是构成环境磷库的重要组分。它们在铁铝氧化物表面的吸附、解吸和沉淀等界面反应影响和决定其在陆地和水环境中的形态、迁移和循环过程。通过溶液吸附-解吸实验、X射线吸收光谱(XAS)、X射线衍射(XRD)、核磁共振波谱(NMR)以及红外光谱(FTIR)等方法和分析技术较系统研究了几种常见有机磷（甘油磷酸(GP)、葡萄糖六磷酸(G6P)、三磷酸腺苷(ATP)和植酸(IHP)）在几种铁铝氧化物，如赤铁矿(α-Fe2O3)、针铁矿(α-FeOOH)、γ-Al2O3、α-Al2O3、勃姆石(γ-AlOOH)和无定形氢氧化铝(Al(OH)3, AAH)的吸附、解吸和沉淀反应及其相关机制；探讨了IHP等有机磷与CaCO3和纳米氧化物颗粒（ZnO、CeO2、TiO2）的界面互作机制及对其胶体稳定性的影响；同时，结合P吸附对表面电位的feedback效应得到了改进的Langmuir方程，并应用描述无机磷和有机磷的吸附等温线和pH边曲线，根据拟合结果比较了无机磷和有机磷吸附特性和机制的异同点。结果表明，IHP通过2-4个磷酸基在铁铝等氧化物矿物表面形成内圈络合物，同时释放OH-，吸附亲和力比Pi强，柠檬酸、KCl和水等对IHP解吸率较Pi低；有机磷在氧化物表面的吸附密度随相对分子质量增大而减小：Pi > GP > G6P > ATP > IHP，随矿物结晶度颗粒尺寸增大而降低；IHP首先通过配体交换吸附在AAH表面，并诱导AAH溶解形成三元络合物，并逐渐转化为表面沉淀固定而IHP；Pi吸附对吸附面电位有较大的feedback效应，改进Langmuir方程拟合吸附曲线较差，而有机磷吸附的feedback效应弱，方程描述较好，但大的有机磷分子吸附被表面的负电荷静电排斥而远离表面，使吸附有机磷对氧化物zeta电位的影响更大。IHP与纳米氧化物亲和力强，显著改变其表面电荷特性，影响其聚集、分散和迁移等胶体化学行为。上述结果可丰富磷的土壤界面化学理论，为阐明磷素地球化学循环，合理调控磷的生物有效性，解决磷资源危机和环境生态污染提供科学依据。

 
关键字
土壤；有机磷；界面化学；反应特性；反应机制
报告人
冯雄汉
华中农业大学

稿件作者
冯雄汉 华中农业大学
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