近年来主要从事重金属在固-液界面的形态表征和吸附的微观机理研究。取得的主要创新性成果有① 构建了完整的砷-氧化铁吸附模型在酸性介质中生成砷酸铁表面沉淀,在中性弱碱性介质中形成双齿鳌合表面络合物,在微酸性介质中以表面沉淀和表面鳌合两种形式存在;②搞清了铁砷共沉淀物中砷的形态,发现在共沉淀中砷以吸附态、非晶态砷酸铁和砷酸铁钙等形式存在,而非单一的表面吸附态;③提出了重金属离子与表面氧氮官能团的络合模型。申请人一直瞄准本领域国际前沿科学问题开展研究,注重产出高水平研究成果。近5年发表论文42篇(其中第一作者和通讯作者在GCA、EST等I、II区期刊发表论文13篇)。第一作者论文近5年被SCI他引107次, 第一作者论文近5年单篇最高他引37次.
Arsenic contamination;Industrial wastes;Source and sink;Speciation and behavior;Mechanism
砷污染是重要的环境问题,探讨环境中砷的源汇关系、迁移转化过程与机理是深入理解其地球化学循环演化规律的重要组成部分。本项目以环境中重要的砷释放源—工业含砷废弃物和砷的汇—土壤和水环境为研究对象,通过室内模拟实验和野外调查相结合的方式,利用化学分析、光谱分析、热力学计算等手段,对工业含砷废渣和自然环境中砷的赋存形态、形态转化过程、界面行为及活化释放过程开展了大量研究。研究成果主要有(1)发现了铁砷共沉淀中两种新的砷的赋存形态(Yukonite和硫酸钙结合态砷),完善了对共沉淀废渣中砷形态的认识;(2)揭示了氧化和还原环境中铁砷共沉淀和臭葱石的长期稳定性,为更为准确地评价工业含砷废渣的环境风险提供了依据;(3)揭示了砷在铁氧化物、锰氧化物和铁硫化物等矿物表面的吸附行为和形态转化过程,为准确理解砷的环境行为和地球化学过程提供了依据;(4)揭示了沉积物砷的微生物转化过程和赋存形态,发现硫在砷的转化过程中起重要作用,认清了砷的环境归趋;(5)阐明了污染土壤中砷的活化迁移过程,并研究了营养盐和硫酸盐对砷活化迁移过程的影响和机理,为评估砷污染对地下水和食品安全的影响提供了依据。尽管取得了一些成果,但随着研究的深入,更多的新的科学问题不断出现,需要开展进一步系统的研究。