东海沉积物中铁(Ⅲ)氧化物还原活性的动力学表征

摘要

运用还原性溶解动力学实验和活性连续体(reactive continuum)模型表征了东海表层和柱状沉积物中铁(Ⅲ)氧化物的还原活性及反应进程中的动力学行为,通过动力学数据拟合得到了活性铁氧化物理论含量m0、表观速率常数k′和活性非均匀度γ。结果表明,表层沉积物中铁氧化物的m0在26.14～60.51μmol/g之间,变化较小;表征高活性铁氧化物还原动力学行为的标准化初始还原速率(J/m0=k′)变化也较小,最大相差仅7.25倍;但不同站位沉积物中铁氧化物活性的非均匀度变化较大,当铁氧化物溶解达到90%时,其速率与初始速率相差2～4个数量级。表层沉积物中铁氧化物的m0,k′和γ3个动力学参数之间不存在相关性;柱状沉积物中m0,k′和γ3个动力学参数都随深度的增加呈总体减小的趋势,且三者之间存在良好的线性关系,这是沉积物早期成岩作用中铁成岩循环的结果。与传统的化学提取相比,活性连续体模型得到3个动力学参数(m0,k′和γ)能从多个角度表征铁氧化物还原活性和动力学行为的细微差别。