溶解有机物（DOM）在锰氧化物表面的吸附和氧化会改变DOM的分子组成和稳定性，但铁氧化物对DOM在锰氧化物上的吸附-氧化过程的影响尚不清楚。在本期推文中，Ding等在不同水铁矿（Fh）/锰氧化物（Bir）质量比的存在下，使用一系列表征技术（包括傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）和球差校正扫描透射电子显微镜（Cs-STEM））在分子水平和微观尺度上研究了DOM在锰氧化物上的分子转化机制。研究发现，较高的Fh/Bir质量比阻碍了DOM在水钠锰矿上的吸附和水钠锰矿的还原溶解释放溶解态锰，且对水钠锰矿还原溶解的阻碍与Fh/Bir质量比成正比。总体而言，在DOM与水铁矿和水钠锰矿的相互作用过程中，酚类化合物被铁-锰矿物优先吸附，形成了含氧量更高和聚合态物质。FT-ICR-MS分析进一步表明，较高的Fh/Bir质量比抑制了芳香环的开环和芳香环上取代基的羧基化反应，但促进了酚类化合物的聚合。Cs-STEM分析揭示了DOM在水铁矿、水钠锰矿及其混合物上的分布受到它们微观结构和反应性的调节。与芳香碳相比，羧基和酚类碳更可能与水钠锰矿相关联。研究结果强调了混合矿物中有机-矿物结合在调节有机碳分布和反应性方面的重要性。本研究为锰和铁氧化物介导的DOM分子转化提供了分子证据，有助于推进我们对环境中矿物-水界面上有机碳耦合反应的理解。
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图1 Fh-Bir质量比为5的Fh-Bir- OM处理下，反应360 h后，STEM-EELS扫描具有代表性的水钠锰矿和水铁矿混合物上Mn、Fe和C的分布Ding，Z
C., Hu, S W., Zhu, L L., Xiao, J., Ye, Q T., Liu, T X, Shi, Z Q. Multiple
effects of iron oxides on the adsorption and oxidation of dissolved organic
matter by manganese oxides, Geochimica et Cosmochimica Acta (2024).
https://doi.org/10.1016/j.gca.2024.08.017
