锰（氢氧）氧化物广泛分布于表生环境中,至今发现了超过30种不同类型的天然锰（氢氧）氧化物。Mn（Ⅱ）的氧化是Mn地球化学循环中重要环节。锰（氢氧）氧化物对过渡金属循环和发生在环境中氧化还原反应起至关重要的作用。众所周知,Mn（Ⅱ）氧化的不同途径是锰（氢氧）氧化物形成的多样性的主要来源,如均相氧化、表面催化氧化、微生物过程等。然而在Mn（Ⅱ）的非生物氧化过程中,Mn（Ⅱ）的均相氧化动力学极其缓慢。当有催化界面、或受光辐射的光敏剂存在时,Mn（Ⅱ）的氧化会被加快。由于铁、锰的晶体化学性质相近,在自然环境中,铁、锰氧化物往往共存于土壤、沉积物和海洋结核中。因此以铁氧化物为催化界面Mn（Ⅱ）的非生物氧化过程,可能是环境中Mn（Ⅱ）非生物转化的重要途径。然而,环境体系十分复杂,自然有机物,如小分子有机酸（柠檬酸）、大分子自然有机质（腐殖酸）等,广泛分布于各种环境中,对Mn（Ⅱ）的非生物氧化起到重要的调节作用。此外,腐殖酸作为有色溶解有机质（CDOM）,在太阳光的辐射下,能够活化分子氧产生氧化性物种（ROS）,这些ROS能够极大地促进Mn（Ⅱ）的非生物氧化过程。这一光化学过程可能会促进环境中Mn（Ⅱ）的非生物氧化。本论文以结晶度弱、比表面积大、环境中普遍存在的水铁矿作为催化界面,以柠檬酸、草酸、乙二胺四乙酸和腐殖酸为有机配体,利用X-射线衍射光谱（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、X-射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等技术表征手段和宏观实验探究:1)环境中常见有机配体对水铁矿催化氧化Mn（Ⅱ）动力学及氧化产物的影响;2)光照条件下,腐殖酸（HA）对Mn（Ⅱ）氧化的影响,及HA与形成的锰氧化物的相互作用与赋存形态。主要结论如下:1.探究了柠檬酸对水铁矿催化氧化Mn（Ⅱ）的影响。柠檬酸浓度小于1 m M时,降低了Mn（Ⅱ）的氧化速率,并抑制其沉淀;浓度大于1 m M时,则加快Mn（Ⅱ）的氧化,但仍抑制其沉淀。对不同浓度柠檬酸体系的氧化产物鉴别可知:柠檬酸浓度大于1 m M时,Mn（Ⅱ）氧化产物主要集中在上清液中,且主要以Mn（III）CIA或Mn（III）CIAox溶解态络合物的形式存在;在柠檬酸浓度小于1 m M时,Mn（Ⅱ）氧化产物主要富集在水铁矿表面。水铁矿催化氧化Mn（Ⅱ）的主要产物为水锰矿、斜方水锰矿和少量黑锰矿。相比无柠檬酸体系,加入柠檬酸后,Mn（Ⅱ）氧化产物结晶度减弱,XRD上只出现黑锰矿特征峰。但是,化学滴定和XPS分析表明,Mn AOSs随柠檬酸浓度增加而增加,故柠檬酸促进了Mn（Ⅱ）向更高价态价态锰矿氧化。和柠檬酸相似,乙二胺四乙酸、草酸及腐殖酸等均降低水铁矿催化氧化Mn（Ⅱ）的速率,降低大小顺序为:柠檬酸>乙二胺四乙酸>草酸>腐殖酸,这一顺序可能与其在水铁矿表面的吸附数量有关。2.探究了模拟环境条件下,腐殖酸介导的Mn（Ⅱ）光化学氧化途径和机制。动力学实验表明,光照下HA可加快Mn（Ⅱ）的氧化,氧化动力学随HA浓度的增加而加快。引起这一反应的主要氧化剂是光生超氧自由基阴离子（O2-）和单态分子氧（~1O2）,其中O2-直接氧化Mn（Ⅱ）,~1O2除直接氧化外,主要通过进一步形成O2-氧化Mn（Ⅱ）。高浓度HA抑制Mn（Ⅱ）沉淀是由于HA的静电效应和空间位阻效应,抑制了HA胶体表面新形成的Mn（III、IV）氧化物的结晶生长,导致形成了胶体产物,无法被0.22μM截留。形貌和结构表征均表明,产物为高度无序的Mn（III,IV）纳米氧化物,包括方铁锰矿、黑锰矿、水锰矿、六方水锰矿和δ-Mn O2等不同类型氧化锰。由于原位生成的Mn（III,IV）氧化物活性高,部分HA与之团聚共沉淀,另一部分HA被其降解,并生成CO2和中间产物。上述结果表明,HA介导的Mn（Ⅱ）光化学氧化可能是表生环境中锰（氢氧）氧化物非生物形成的重要途径。