土壤腐殖质电子转移过程及其环境影响

　　本书以土壤腐殖质作为研究对象，评估土壤原位固相腐殖质的电子转移能力，明确影响土壤原位固相腐殖质电子转移能力的关键性因素，揭示土壤腐殖质在生物地球化学的氧化还原过程中作为胞外电子穿梭体的持续能力，阐明土壤腐殖质电子转移能力对气候变暖和土地利用的响应机制，为研究土壤污染物的转化与积累机制提供一定的理论依据，而且在土壤污染修复方面具有重要的实践意义。 本书具有较强的知识性和针对性，可供从事土壤结构、功能及污染防控等领域的工程技术人员和科研人员参考，也可供高等学校环境工程、生物工程和化学工程及相关专业师生参阅。

　　余红：女，1981生，工学硕士，中国环境科学研究院，高级工程师，毕业于北京师范大学，主要从事环境技术服务，作为项目负责人承担了“兰州新区总体规划环境影响评价”、“兰州新区环境保护规划”、“青岛西海岸新区发展规划环境影响评价”、“青岛西海岸新区环境保护规划”、“正宁电厂环境影响评价”、“武冈机场环境影响评价”、“巴楞煤矿环境影响评价”等30余项环境影响评价工作。依托主持的兰州新区规划环评项目，建立区域生态安全状况评价指标体系和综合评价模型；结合WRF中尺度天气预报模式，创造性用环评成果指导新区规划布局和“产城一体”的环境合理性。 此外还承担了环境保护部工作类项目2019年完善城市生态环境空间规划管理推进城市化健康发展研究，参加了“十二五水专项：东部浅水湖泊营养物基准标准及太湖达标应用研究”、城乡统筹科技支撑项目（子课题三）“华北缺水农村生活污水节能处理-回用技术研究与示范”、环境保护部工作类项目2012-2015年“全国地下水基础环境状况调查评估”、环境保护部工作类项目2016年-2019年“产城融合与新区健康发展的环境管理制度研究”等多项课题的研究及相关工作。发表论文10余篇，申请国家专利10余项。

第1章绪论1
1.1研究背景1
1.2国内外研究现状及发展趋势2
1.2.1生物地球氧化还原——全球物质循环的驱动力2
1.2.2微生物胞外呼吸——基于界面电子转移的氧化还原过程8
1.2.3电子穿梭体——微生物胞外呼吸的“催化剂”28
1.2.4土壤腐殖质——电子穿梭体的“聚合体”32
1.3研究思路与研究内容40
1.3.1研究目标40
1.3.2研究内容40
参考文献41

第2章土壤原位固相腐殖质电子转移能力64
2.1土壤原位固相腐殖质电子转移能力——Fe（Ⅲ）还原的证据66
2.1.1土壤固相腐殖质的微生物还原反应中的胞外电子转移过程66
2.1.2土壤腐殖质电子转移能力及其与物理化学性质之间的关系67
2.1.3土壤固相腐殖质的微生物可利用性对其电子穿梭能力的影响76
2.1.4不同土壤团聚体组分中固相腐殖质的电子转移过程的异质性79
2.2土壤原位固相腐殖质电子转移能力——电化学测量的证据82
2.2.1微生物还原前后土壤中固相腐殖质的氧化还原特性82
2.2.2不同土壤团聚体中固相腐殖质的氧化还原特性86
2.2.3环境意义88
参考文献88

第3章土壤溶解性腐殖质电子循环能力93
3.1厌氧条件下微生物还原后腐殖质的还原能力94
3.2氧气再氧化后微生物还原腐殖质的还原能力102
3.3微生物还原和氧气再氧化循环过程中腐殖质的电子循环能力113
3.4胡敏酸与富里酸之间氧化还原循环能力的比较115
3.5环境意义116
参考文献117

第4章土壤腐殖质电子转移能力对增温的响应121
4.1土壤腐殖质电子转移能力与温度的关系122
4.2土壤腐殖质电子转移能力与其化学结构的关系130
4.3土壤和植物凋落物对土壤腐殖质化学结构的影响136
4.4土壤和植物凋落物与温度的关系143
参考文献145

第5章土壤腐殖质竞争性抑制甲烷生成对增温的响应151
5.1添加腐殖质对厌氧条件下甲烷和二氧化碳生成的影响152
5.2腐殖质微生物还原反应竞争性抑制甲烷生成对温度升高的响应154
5.3环境意义156
参考文献157

第6章土壤腐殖质电子转移能力对土地利用变化的响应160
6.1土壤腐殖质电子转移能力对农用地类型的响应160
6.1.1不同农用地类型下的土壤腐殖质电子转移能力161
6.1.2土壤腐殖质化学结构对电子转移能力的影响161
6.1.3土壤腐殖质转化和分解对其化学结构的影响165
6.1.4环境意义167
6.2土壤腐殖质电子转移能力对水稻田耕作年限的响应169
6.2.1原位固相天然有机质对微生物还原Fe（Ⅲ）矿物的影响170
6.2.2微生物种类对微生物还原Fe（Ⅲ）矿物的影响173
6.2.3基于固相Fe（Ⅲ）矿物的腐殖质电子转移能力对水稻田耕作年限的响应173
参考文献178