59 / 2023-10-13 16:46:23

分子选择性在天然有机物与Fe-Cr共沉淀中作用的重要性

铬固定；共沉淀；天然有机质；分子分馏；Cr-有机配合物

铁/铬（Fe/Cr）氢氧化物与天然有机质（NOM）共沉淀是Cr固化的重要途径。因NOM其具有丰富的氧化还原结构和多重的有机分子共同体特征，会显著改变重金属Cr的赋存形态。目前，NOM在共沉淀中的作用由于其分子异质性和多样性而存在争议，难以从分子层面解析，阻碍了人们对Cr在NOM存在时的地球化学过程机制的理解。本团队侧重关注于NOM参与Fe/Cr共沉淀过程中的分子选择性，通过傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）揭示Cr的环境归趋。结果表明，Suwannee River NOM（SRNOM）对Fe/Cr共沉淀物中Cr固定化和稳定性的显著影响不仅仅取决于SRNOM在Fe/Cr氢氧化物上的吸附。其中，SRNOM中的多环芳烃和多酚类化合物有限吸附在Fe/Cr氢氧化物纳米颗粒表面，提供了额外的结合位点并促进了其团聚。而一些特定化合物（如多酚类化合物以及高不饱和酚类化合物）相较于吸附在Fe/Cr氢氧化物纳米颗粒上具有更低的不饱和度和更高的含氧量，在共沉淀过程中会优先掺杂进入共沉淀物形成不溶性Cr-有机配合物。Kendrick质量表明，不溶性Cr-有机配合物含有更少的羧基化有机物。同时发现，不溶性Cr-有机配合物的空间分布与Cr固定化和Fe/Cr-NOM共沉淀物的稳定性密切相关。以上成果证明了不溶性Cr−有机配合物在Cr固定化和沉淀物稳定性中的重要性；本研究内容也强调了有机质分子层面的结构解析对于预测重金属归趋的重要性。