中文摘要：

随着人口的增长和工业化进程的加快，重金属污染日益严重，其中Pb污染最为广泛。土壤和沉积物中的氧化锰矿物是吸附Pb等重金属离子的重要载体，影响和决定着它们在环境中的行为与归趋。本项目通过应用土壤分子环境科学理论与技术，结合宏观热力学和动力学研究，揭示不同结构氧化锰矿物吸附Pb的微观机制，明确氧化锰矿物学性质、表面化学性质及介质条件与其吸附Pb配位构型的关系。为深入阐明氧化锰矿物的环境属性、Pb的环境行为和命运提供理论依据，并促进小尺度微观技术在我国土壤科学中的应用与发展。

结论摘要：

在获得了不同氧化度锰矿物系统样品的基础上，通过其矿物结构、亚结构、形貌、晶粒大小、比表面积和焦磷酸钠溶液处理前后的对比，以及一系列Pb2+的等温吸附和解吸实验等分析，首次明确了1）不同氧化度的同类锰矿物其形貌相似，但亚结构不同；2）不同氧化度锰矿物具有不同的八面体空穴数量；3） Pb2+在锰矿物表面的吸附量及配位机理是直接受氧化度或八面体空穴数量影响，氧化度越高，其八面体空穴数越多，Pb2+的吸附量越大，同类锰矿物的亚结构（即八面体空穴的多少）性质是影响Pb吸附的数量的主要因素；4）Pb2+主要以非（或半）水化方式在锰矿物表面八面体空穴处的上下方配位存在，这种配位吸附形式不能被只以水化形式存在的金属离子解吸，但可被以同样配位形式的金属离子少部分解吸。5）锰氧化度低的氧化锰矿物八面体空穴上下方吸附Mn2+、Mn3+较多，吸附的H+、K+较少，在Pb2+等温吸附过程中，Mn2+的释放较多，H+/K+释放较少，反之，锰氧化度高的样品在Pb2+等温吸附过程中，Mn2+的释放较少，H+、K+释放较多。吸附过程中释放的Mn(II)、H+、K+应主要来源于八面体空穴处吸附的阳离子