發(fā)布時(shí)間：2021-06-10 12:51

　　氯素的生物地球化學(xué)循環(huán)在環(huán)境中扮演著越來越重要的角色,由于放射性核素36Cl與穩(wěn)定核素35Cl在土壤中的遷移行為幾乎一致,因此隨著對(duì)核試驗(yàn)和核工業(yè)等過程產(chǎn)生的36Cl危險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)注,土壤中穩(wěn)定核素氯的環(huán)境行為成為了近年的研究熱點(diǎn)。土壤中的無機(jī)氯離子（Cl-或Clin）并不是傳統(tǒng)上認(rèn)為的呈現(xiàn)惰性的,而是在一定條件下,可以與有機(jī)氯（Clorg）相互轉(zhuǎn)化,積極的參與了多種生物地球化學(xué)循環(huán)過程。在土壤中氯化作用的生物過程與非生物過程是同時(shí)發(fā)生的,但在高溫和缺氧條件下非生物氯化過程占主導(dǎo)地位。研究發(fā)現(xiàn),有機(jī)氯可以通過脫氯或礦化作用轉(zhuǎn)化成無機(jī)氯,而無機(jī)氯也可以通過有機(jī)氯化轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)氯。土壤中有機(jī)質(zhì)和無機(jī)氯的增加,p H的降低以及O2存在以及光照條件下,有利于有機(jī)物氯化;同時(shí),若體系中存在Fe3+、H2O2參與氧化還原反應(yīng),也可以促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的非生物氯化。另外,Cl-可以通過酶介導(dǎo)的方式被氧化成活性氯從而與天然大分子有機(jī)質(zhì)形成有機(jī)氯。本文綜述了國內(nèi)外近年土壤中氯素的來源、分布特征以及種態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)制研究進(jìn)展,以期對(duì)研究氯素的生物地球化學(xué)循環(huán)過程提供基礎(chǔ)參考。 

【文章來源】：土壤通報(bào). 2020,51(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

通過酶促反應(yīng)生成有機(jī)氯[42]

如圖1所示，不同來源不同種態(tài)的氯在一定條件下進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化參與生物地球化學(xué)循環(huán)過程。研究表明，在一定條件下土壤中無機(jī)氯化物與有機(jī)氯化合物可以相互轉(zhuǎn)化[30]。利用36Cl為示蹤標(biāo)記物，研究發(fā)現(xiàn)森林土壤中氯乙酸的不斷生成與降解[31]，可見氯化和脫氯作用在土壤中是同時(shí)發(fā)生的[32]。就氯循環(huán)率而言，有人對(duì)歐洲森林地區(qū)進(jìn)行了大量的研究[23,32,33]，發(fā)現(xiàn)在北方和溫帶地區(qū)中上層土壤中總氯的48%～100%為Clorg，這意味Cl-以相當(dāng)大的速率轉(zhuǎn)化為有機(jī)氯[19]。又有研究發(fā)現(xiàn)，在北方森林土壤中添加36Cl-的20%～30%在35天內(nèi)會(huì)轉(zhuǎn)化為36Clorg[32]。

如圖3所示，研究者在Fe3+,KCl和酚類模型化合物土壤模型系統(tǒng)中觀察到氯乙烯、氯甲烷、氯仿、氯乙烷和氯丙烷的產(chǎn)生[12,43]，如果反應(yīng)混合物中還含有H2O2，則在土壤或鄰苯二酚模型系統(tǒng)中的氯乙烯、氯乙炔產(chǎn)量都會(huì)增加[44]。有學(xué)者詳細(xì)研究了Fe3+作為催化劑參與的有機(jī)物氯化過程發(fā)現(xiàn)[45]，在森林表土與NaCl溶液的相互作用1小時(shí)后在土壤溶液中發(fā)現(xiàn)二氯乙酸（CHCl2COOH）；加入少量硫酸鐵后其濃度增加不明顯，加入H2O2后濃度急劇增加；當(dāng)鐵鹽和H2O2的劑量加倍時(shí)，二氯乙酸達(dá)到最大值[45]。因此，可以看出兩個(gè)電子受體，即Fe2(SO4)3和H2O2是最重要的，其過程是先將Fe3+還原為Fe2+，之后進(jìn)行芬頓（Fenton）反應(yīng)：Fe2++H2O2→Fe3++OH-+OH·，其中Fe2+催化H2O2的歧化反應(yīng)以形成OH·，從而誘導(dǎo)Cl·的形成，Cl·可直接參與氯化反應(yīng)，從而加速有機(jī)物氯化[45]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]應(yīng)用X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)譜研究東北農(nóng)耕土壤中的氯種態(tài)及含量[J]. 李晶,郎春燕,馬玲玲,徐殿斗,鄭雷,路雨楠,崔麗瑞,張曉萌.  環(huán)境科學(xué). 2014(10)



本文編號(hào)：3222407