α-氧化铝–细菌二元复合胶体对锑的吸附研究

锑(Sb)在土壤胶体微界面的吸附解吸深刻影响其迁移、转化和归趋。土壤矿物、有机物、微生物等胶体组分多结合在一起,形成复杂的矿物–有机复合体。目前,锑在单一土壤组分上的吸附研究颇多,但较少有学者关注锑在土壤矿物–有机复合胶体界面的吸附过程和机制。通过宏观吸附以及光谱学技术探究锑在典型铝氧化物–细菌复合胶体上的吸附行为,结果表明:α-Al_2O_3纳米级颗粒覆盖在蜡状芽孢杆菌表面,形成一层不完整的"矿物膜"。朗格缪尔(Langmuir)模型可以很好地拟合Sb(Ⅴ,Ⅲ)的等温吸附数据(R~20.98);α-Al_2O_3对Sb的吸附量远大于细菌;Sb在Al_2O_3–细菌复合胶体上的吸附不符合"组分相加"原则,存在显著的促进效应。扫描电镜-能谱分析显示Sb主要结合在复合胶体的矿物组分上。X-射线光电子能谱结果表明铝羟基、羧基和氨基参与了Sb的吸附,且细菌会抑制Sb(Ⅲ)在α-Al_2O_3表面的氧化。本研究证实,细菌不仅影响锑在矿物界面的吸附量,还影响其氧化还原反应,因此,在预测锑在土壤中的形态转化、迁移和归趋时必须考虑矿物–微生物相互作用。