賈漢忠教授團(tuán)隊在土壤碳的轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展

近日，我院賈漢忠教授團(tuán)隊在土壤碳的轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，研究成果在環(huán)境領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊《Environmental Science & Technology》上發(fā)表，論文題目為“Oxygen Limitation Accelerates Regeneration of Active Sites on MnO2 Surface: Promoting Transformation of Organic Matters and Carbon Preservation”。第一作者為資環(huán)學(xué)院博士研究生王志強(qiáng)，賈漢忠教授和祝凌燕教授為共同通訊作者。

土壤中有機(jī)碳的釋放和保存影響著自然環(huán)境中的碳循環(huán)和大氣組成。因此，有必要揭示有機(jī)質(zhì)與礦物之間的動態(tài)界面過程（包括電子轉(zhuǎn)移和活性氧轉(zhuǎn)化）以及環(huán)境因素的影響。賈漢忠教授團(tuán)隊圍繞水鈉錳礦和富里酸，系統(tǒng)地研究了環(huán)境中有機(jī)質(zhì)與二氧化錳之間的動態(tài)界面過程，包括直接電子轉(zhuǎn)移、活性氧（再）產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化、Mn2+溶解和活性位點的再生。此外，對氧氣限制影響有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化也進(jìn)行了系統(tǒng)分析。有趣的是，氧氣限制促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化。研究結(jié)果表明，厭氧條件下，水鈉錳礦表面的氧空位暴露更多，促進(jìn)了富里酸的吸附轉(zhuǎn)化和活性位點的再生，同時，水鈉錳礦和富里酸之間的電子轉(zhuǎn)移減弱了水鈉錳礦表面強(qiáng)鍵合的晶格氧，導(dǎo)致晶格氧隨著反應(yīng)的進(jìn)行不斷釋放并轉(zhuǎn)化為活性氧。最終，富里酸通過水鈉錳礦的直接電子轉(zhuǎn)移和活性氧的攻擊而發(fā)生轉(zhuǎn)化。此外，部分有機(jī)碳通過形成無機(jī)礦物（碳酸錳）而得以保存，這可能是一種新的碳保存機(jī)制并對土壤碳循環(huán)具有重大影響。該研究有助于更好地理解土壤礦物和有機(jī)質(zhì)之間的動態(tài)界面過程，并為土壤和沉積物中有機(jī)碳的非生物轉(zhuǎn)化和保存提供新的見解。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（41877126, 41991313）和陜西省杰出青年科學(xué)基金（2019JC-18）等項目的聯(lián)合資助。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c01868

                                                                                                                                                                              編輯：趙杰

                                                                                                                                                                               終審：李志