The reactive oxygen species produced by the oxidation of pyrite and its geochemical effects

黄铁矿是地壳中分布最广泛的硫化物矿物，其氧化过程产生多种活性氧物种，对环境物质转化和污染物衰减具有重要作用。本文系统总结了黄铁矿氧化产活性氧的反应机制、影响因素以及地球化学效应。在酸性、缺氧条件下，表面硫缺陷位Fe 3+氧化吸附态H2O是产•OH的主要机制；而在有氧条件下，黄铁矿表面Fe(II)与O2 反应生成吸附态H2O2，后者通过非均相/均相Fenton反应产生• OH。在光照条件下，作为半导体矿物的黄铁矿产生光生空穴和电子，促进活性氧物种的产生。黄铁矿氧化产活性氧活性具有晶面选择性，受其结构中的类质同象置换、环境中的共存物质所影响。黄铁矿氧化产活性氧很可能是早期地球氧化驱动力来源之一，对全球陆-海硫通量增加以及条带状铁矿的形成具有重要影响，还对环境中的重金属和有机污染物的迁移和归趋具有重要的控制作用。未来相关研究需重点关注以下方面：均相/非均相反应以及各活性氧物种在氧化反应中的贡献；置换离子种类及微观局域环境对黄铁矿氧化活性氧反应性的影响；反应过程中黄铁矿表面微结构的变化。