铁载体是一种对Fe3+有极强亲和力的专性螯合剂,在微生物及植物获取铁元素中起到重要的作用。已有研究表明铁载体除能与Fe3+螯合外还能与其它的二价金属离子螯合,从而促进土壤中的含铁矿物及难溶重金属的溶解,在植物修复重金属污染土壤中起到重要的辅助作用。但是,由于铁载体自身性质限制使其对土壤中常见的含铁矿物溶解能力弱,有研究表明铁载体可能是与其他物质(如根系分泌的小分子有机酸)相互作用来发挥其功能的。土壤中的赤铁矿不仅是铁元素的主要来源而且是一种重要的无机胶体,能够专性吸附重金属离子,在一定程度上影响土壤中重金属离子的活性。本研究以赤铁矿为研究对象,研究不同pH条件下铁载体DFOB及小分子有机酸单独及联合处理对其溶解及吸附解吸Pb2+的影响,采用定性及定量的分析方法来探讨小分子有机酸与铁载体在赤铁矿溶解和吸附解吸Pb2+中的相互作用及作用机制。主要研究结果如下:(1)铁载体去铁胺B(desferrioxamine-B,DFOB)(pH 3, 5.5, 9)、草酸(pH 3)、柠檬酸(pH 3, 5.5)、苹果酸(pH 3)能促进赤铁矿溶解。在pH 3的条件下溶解赤铁矿能力大小依次为:草酸>DFOB>柠檬酸>苹果酸;pH 5.5条件下溶解赤铁矿能力大小依次为:DFOB>柠檬酸,此条件下草酸和苹果酸都不能溶解赤铁矿;pH 9条件下只有DFOB能溶解赤铁矿。草酸(pH 3, 5.5, 9)、柠檬酸(pH 3, 5.5)能促进DFOB溶解赤铁矿,且草酸(pH 3, 5.5, 9)、柠檬酸(pH 5.5)与DFOB在溶解赤铁矿中存在显著的协同作用。柠檬酸(pH 9)、苹果酸(pH 3, 9)对DFOB溶解赤铁矿有显著的抑制作用。(2)有机物在矿物表面的吸附量、在矿物表面形成的配合物的结构及稳定性是影响其基团促进矿物溶解的三个决定因素。这三个因素决定了小分子有机酸对铁载体溶解赤铁矿的作用:小分子有机酸在赤铁矿表面的吸附能力优于铁载体,当小分子有机酸能溶解或活化赤铁矿时,DFOB能通过螯合作用将溶液中或矿物表面上的Fe3+-有机酸配合物中Fe3+抢夺出来,有机酸会释放到环境中重新作用于赤铁矿,这时小分子有机酸的存在促进铁载体DFOB溶解赤铁矿;反之,当小分子有机酸只吸附于表面,而对赤铁矿没有溶解或活化作用时,它们能通过竞争吸附减少DFOB在赤铁矿上的吸附量来抑制其对赤铁矿溶解。(3)与对照相比,在pH为5.5的条件下铁载体DFOB处理及铁载体DFOB与草酸/柠檬酸/苹果酸联合处理中Pb2+在赤铁矿的吸附量分别减少了16%、35.4%、33%及6%;Pb2+的解吸量分别增加了10.5%、32.5%、22.3%及0.5%。由此可见,草酸、柠檬酸可从抑制吸附和促进解吸方面强化DFOB对Pb2+在赤铁矿表面行为的影响,而苹果酸的作用则相反。小分子有机酸对DFOB溶解赤铁矿的影响与其对DFOB吸附解吸Pb2+的影响存在显著的相关性(p=0.01)。在土壤根际常见的中性偏酸环境下(pH 5.5)小分子有机酸如草酸、柠檬酸与铁载体的相互作用不仅能促进含铁矿物的溶解,而且还能通过溶解含铁矿物影响Pb2+的吸附和解吸,增加自由态Pb2+的浓度。在进一步的研究工作中,加强对土壤修复中上述机理的进一步探讨,可为重金属污染土壤的植物-微生物联合修复提供一定的理论指导。