本书介绍了土壤矿物与有机物的相互作用过程与机制，主要包括铁氧化物、锰氧化物、层状硅酸盐和矿物有机质复合体界面介导的氧化还原、自由基等反应的微观机制，以及矿物/微生物和矿物/植物间的相互作用对有机污染物去除过程的影响，同时也探讨了矿物在生命物质起源中所起到的重要作用。
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“土壤环境与污染修复丛书”序
前言
第一章 铁氧化物界面有机污染物的反应1
第一节 环境中的铁氧化物1
一、铁氧化物的分类1
二、铁氧化物的性质2
三、铁氧化物的转化3
第二节 有机污染物在铁氧化物表面的吸附4
一、铁氧化物吸附有机污染物的相关机制4
二、铁氧化物吸附有机污染物的影响因素4
第三节 有机污染物在铁氧化物表面的转化6
一、有机污染物在铁氧化物表面的水解反应6
二、有机污染物在铁氧化物表面的氧化反应7
三、微生物还原铁氧化物对有机污染物转化的作用8
四、有机污染物在铁氧化物表面的光催化反应9
第四节 铁氧化物在污染治理中的应用11
参考文献11
第二章 锰氧化物赋存形态变化对有机污染物的作用16
第一节 土壤中含锰矿物简介16
一、土壤中氧化锰矿物的来源与成因16
二、氧化锰矿物的晶型结构17
三、土壤中锰的形态和转化规律20
第二节 锰氧化物对有机污染物的吸附与转化作用21
一、锰氧化物对有机污染物的吸附作用21
二、锰氧化物对有机污染物的转化作用21
三、锰氧化物与有机污染物反应的影响因素25
第三节 三价锰对有机污染物的转化27
一、固态三价锰27
二、溶解态三价锰28
第四节 土壤环境中锰矿物对碳循环的影响30
参考文献31
第三章 含硫矿物界面有机污染物的反应40
第一节 环境中的含硫矿物40
一、金属硫化物40
二、铁硫酸盐矿物41
三、单质硫矿42
第二节 金属硫化物对有机污染物的还原作用42
一、金属硫化物介导的直接还原过程43
二、金属硫化物介导的间接还原过程43
第三节 金属硫化物对有机污染物的氧化作用45
一、超氧自由基及过氧化氢对有机污染物的氧化作用45
二、羟自由基对有机污染物的氧化作用46
三、环境因素对自由基形成的影响47
第四节 金属硫化物在环境修复中的应用48
参考文献49
第四章 黏土矿物界面对有机污染物的催化转化53
第一节 黏土矿物性质53
一、黏土矿物的结构53
二、黏土矿物的表面酸性54
三、黏土矿物的吸附性56
第二节 黏土矿物介导有机污染物的水解反应58
一、蒙脱石诱导的水解反应58
二、高岭石诱导的水解反应61
三、表面湿度和有机质的影响63
第三节 黏土矿物介导有机污染物的氧化聚合反应64
一、蒙脱石介导有机污染物氧化聚合的反应机制64
二、蒙脱石介导有机污染物氧化聚合的影响因素67
三、蒙脱石介导有机污染物氧化聚合的产物70
第四节 黏土矿物界面的环境意义72
参考文献73
第五章 土壤矿物与有机质的相互作用79
第一节 有机质在矿物界面的反应79
一、矿物界面有机质的吸附固定80
二、矿物-有机质界面氧化还原反应83
三、矿物-有机质界面自由基生成84
第二节 矿物与有机质相互作用过程中的土壤碳转化89
一、矿物对有机质的分馏作用89
二、氧波动环境下矿物与有机质的相互作用91
三、根际环境中矿物与有机质的相互作用93
第三节 矿物与有机质相互作用对有机污染物迁移转化的影响96
一、矿物-有机质复合体对有机污染物的吸附96
二、矿物-有机质界面有机污染物的转化98
参考文献100
第六章 土壤-植物界面相互作用对有机污染物迁移转化的影响109
第一节 土壤矿物-有机污染物界面反应110
一、土壤主要矿物对有机污染物在土壤-植物界面中环境行为的影响110
二、土壤含硅矿物对有机污染物在土壤-植物界面中环境行为的影响112
第二节 有机污染物-植物界面反应114
一、根系界面过程114
二、根际界面过程116
三、典型植物活性分子对有机污染物迁移转化的影响120
四、有机污染物性质对其在有机污染物-植物界面反应中的影响121
五、土壤矿物-作物作用与研究趋势122
参考文献123
第七章 矿物与微生物间的界面反应127
第一节 微生物在矿物上的吸附和作用类型127
一、微生物在矿物上的吸附过程127
二、吸附机制及初始吸附的理论模型128
三、微生物对矿物的作用类型129
第二节 矿物对微生物生长和活性的影响133
一、微生物的生长和代谢活性133
二、微生物胞外分泌物134
三、矿物对微生物的保护作用135
第三节 微生物-矿物相互作用对有机污染物的降解转化136
一、污染物的酶促降解137
二、胞外电子传递过程中的污染物转化139
三、微生物-矿物界面反应与碳循环141
第四节 微生物-矿物相互作用的研究展望144
参考文献145
第八章 矿物与生命起源149
第一节 地球的早期环境149
第二节 黏土矿物与简单生物分子的形成150
一、黏土矿物介导氨基酸的形成150
二、黏土矿物对氨基酸的吸附151
三、氨基酸手性问题挑战黏土矿物的作用152
四、黏土矿物介导核酸碱基的形成154
五、黏土矿物对核酸碱基的吸附155
六、黏土矿物介导糖类的形成155
第三节 黏土矿物与复杂生物分子的形成156
一、黏土催化产生核酸156
二、黏土催化肽类的形成157
第四节 黏土矿物与细胞的起源158
第五节 生命起源之争159
参考文献160
第九章 矿物表征方法163
第一节 电子顺磁共振波谱163
一、基本参数163
二、样品制备注意事项165
三、变温测量165
四、应用举例166
第二节 原位光谱表征168
第三节 扫描电子显微镜170
第四节 透射电子显微镜172
第五节 循环伏安法173
第六节 X射线光电子能谱174
一、X射线光电子能谱原理175
二、X射线光电子能谱应用175
第七节 石英晶体微天平应用177
一、基本原理177
二、QCM-D在矿物界面反应中的应用178
参考文献179
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