胞外聚合物对针铁矿表面的改性机制及其对吸附Cd的影响

针铁矿是黄壤等土壤中常见的矿物，也是土壤中重要的Cd的寄宿矿物，对Cd的环境行为有重要影响。同时土壤中的细菌分泌大量的胞外聚合物（EPS）。细菌EPS 则与针铁矿具有强的亲和力而容易被吸附到矿物表面并改变针铁矿表面性质，最终影响到针铁矿所固定的重金属的迁移转化过程。然而目前关于EPS 与针铁矿相互作用、EPS 对针铁矿表面改性、以及EPS 对针铁矿吸附Cd的影响机理的研究还有限。本项目拟通过室内实验研究，借助多种大型仪器，以人工合成针铁矿和土壤中常见的重金属镉作为研究对象，深入研究针铁矿对土壤中常见细菌EPS 的吸附作用、细菌EPS 对针铁矿表面的物理、化学和矿物学的改性机制、以及EPS 对针铁矿吸附镉的影响等。本项目研究可望揭示EPS 对针铁矿表面的改性机制及对其吸附Cd的影响机理，这对深入了解土壤中Cd地球化学过程、正确评估土壤中Cd的生物有效性和生态风险具有重要意义。

本项目通过室内模拟实验,借助多种大型仪器，以人工合成针铁矿和土壤中常见的重金属镉作为研究对象，深入研究了针铁矿对土壤中常见细菌EPS 的吸附作用、细菌EPS 对针铁矿表面的物理、化学和矿物学的改性机制、以及EPS 对针铁矿吸附镉的影响等。研究发现EPS可以改变针铁矿的晶体形态、促进针铁矿聚合等，EPS中的低分子量组分参与吸附和改变针铁矿表面特征，pH、盐度等环境因子会影响EPS在针铁矿表面的吸附行为，EPS存在可促进针铁矿对重金属的吸附。相关成果对深入了解土壤中重金属地球化学过程、正确评估土壤中重金属的生物有效性和生态风险具有重要意义。发表(含录用)SCI论文8篇，培养研究生1名。