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铁磷和钙磷是沉积物中两种重要的磷形态,对维持磷在水—沉积物界面的正常循环、调节水体的生产能力具有重要作用。水铁矿是一种无定形氢氧化铁,相比其它结晶态氧化铁,比表面积更大,对磷固持能力更强。本实验模拟沉积物环境条件下,从水铁矿与无机磷、钙反应着手,研究厌氧条件下,水铁矿被还原后,沉积物磷的形态迁移转化过程。主要结果如下:(1)在还原过程中不添加磷酸二氢钾溶液。在化学还原中,水溶性磷增加,饱和吸附钙磷的水铁矿表面直接转化成磷灰石,未饱和吸附钙磷的水铁矿表面生成Fe Fe2(PO4)2(OH)2,Ca3(PO4)2·2H2O,Monetite(三斜磷钙石)等形态的产物。吸附钙磷较多的水铁矿和吸附钙磷较少的水铁矿,在微生物还原中,水溶性钙含量先增加后降低,磷的有效性降低产物以蓝铁矿为主,伴随着弱结晶态的磷酸钙盐生成。(2)在还原过程中逐渐加入磷酸二氢钾溶液。吸附Ca/P为1的水铁矿表面逐渐生成结晶度较低的磷灰石,吸附Ca/P为1.67的水铁矿表面,先生成以透钙磷石为主的产物,后转化为羟基磷灰石。而在纯钙和磷溶液反应的体系中,生成无定形态的磷酸三钙和透钙磷石等混合物,后转化为结晶度较高的羟基磷灰石。(3)KCl浓度越高,钙的解吸量越大,在两种Ca/P吸附值的水铁矿表面磷的解吸量大小与KCl浓度高低无关。饱和吸附钙磷的水铁矿钙解吸,0.1mol/L KCl解吸40h时,钙解吸量达166.3mg/g(水溶性钙mg/总钙g),钙磷解吸量(物质的量)之比约为0.55;解吸后的矿物主要以羟基磷灰石为主。未饱和吸附钙磷的水铁矿钙解吸,0.1mol/L KCl解吸40h时,钙解吸量达892.8mg/g(水溶性钙mg/总钙g),解吸量是饱和吸附钙磷的水铁矿的5.4倍,钙磷解吸量(物质的量)之比约为2.7;解吸后矿物主要衍射峰变低或消失。(4)有钙离子存在,抗坏血酸还原吸附钙磷的水铁矿,生成以磷钙铁羟基水合物、斜钙磷铁矿、三斜磷钙铁矿为主的结晶度较低的矿物,不生成蓝铁矿,再氧化后三斜磷钙铁矿的峰强减弱,抑制了钙铁磷化合物往稳定形态转化。