重金属元素铬(Cr)一方面在工业上得到广泛的应用,如在电镀、鞣革、颜料、油漆、合金、印染、胶印等方面；另一方面它对人和动植物具有严重的危害。因此,如何控制和减少铬对环境的污染,受到环境化学研究者们的普遍关注。铬主要以六价铬和三价铬两种形态存在于自然环境中,其中Cr(Ⅵ)有强氧化性,在环境中的溶解性、迁移性大,具有高毒性；然而Cr(Ⅲ)却具有迁移性小和低毒性的特性。所以,多数情况下对Cr(Ⅵ)的治理采用化学还原法,即将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。本文主要研究土壤多相悬浮液中有机酸还原Cr(Ⅵ)的反应动力学机理。本论文共分两部分：第一部分：25℃和pH7.0条件下,通过批式试验研究了红壤、黄棕壤、黑钙土在KH2PO4、KCl、KNO3和NH4Ac溶液中对Cr(Ⅵ)的吸附作用。结果表明在0.01M KCl、KN03和NH4Ac三种悬浮液中黄棕壤和黑钙土对Cr(Ⅵ)的浓度变化很少,在短时间内(10分钟)浓度有少量降低后基本达到平衡。红壤对Cr(Ⅵ)在短时间内(10分钟)达到很大的吸附量,吸附在2h左右达到平衡,三种土壤吸附量大小依次为红壤>>黄棕壤>黑钙土。在pH3-7范围内,T=25±1℃条件下,0.01M KH2P04和三种土壤的悬浮液中,在几个小时内基本上对六价铬没有吸附作用。故我们在后续试验中采用0.01M磷酸盐抑制土壤对Cr(Ⅵ)的吸附作用。第二部分：以磷酸盐为缓冲体系进一步研究了25℃、pH 3.0和不同光照条件下红壤、黄棕壤和黑钙土三种土壤对有机酸还原六价铬的影响作用。土壤悬浮液中有机酸能对Cr(Ⅵ)产生有效的还原作用,主要是由于土壤固体表面存在的金属离子,如Mn(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)等的催化作用所致。避光下,单独三种有机酸对Cr(Ⅵ)还原作用均很微弱,加入土壤后,三种土壤对酒石酸、柠檬酸Cr(Ⅵ)还原的均有明显加速作用,影响大小依次为黄棕壤>黑钙土>红壤,这与三种土壤中Mn(Ⅱ)含量大小顺序具有一致性,故推测Mn(Ⅱ)对有机酸还原Cr(Ⅵ)起主要的催化作用,Mn(Ⅱ)-有机酸配合物的形成是导致催化加速作用的前提；而乙酸在不加土时对Cr(Ⅵ)均没有明显的还原作用。氙灯照射时,在300nm-700nm模拟日光和420nm-700nm可见光下,单独酒石酸和柠檬酸对Cr(Ⅵ)还原作用比避光时速率有所提高,故氙灯光照对有机酸还原Cr(Ⅵ)有一定催化作用,可能是有机酸在光照下产生自由基从而还原了Cr(Ⅵ)。三种土壤对柠檬酸还原Cr(Ⅵ)均有明显加速作用,影响大小依次为黑钙土>黄棕壤>红壤,这与三种土壤中Fe(Ⅲ)含量大小顺序具有一致性,故推测氙灯照射下Fe(Ⅲ)是光催化柠檬酸还原Cr(Ⅵ)的主要因素,Fe(Ⅲ)可与柠檬酸形成配合物,同时还可生成Fe(Ⅱ),促进了Cr(Ⅵ)的还原。而同条件下,三种土壤对酒石酸体系还原Cr(Ⅵ)同样有明显加速作用,且三条c-t曲线反应速率接近,影响差别不大,这与土壤中Al(Ⅲ)含量大小顺序具有一致性,Al(Ⅲ)是催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的主要因素,且只对酒石酸有催化作用。另一方面,当酒石酸体系加入可以与金属离子配合的氟化钠时,反应速率降低到与单独酒石酸时的还原速率近似,再次证明金属离子在土壤悬浮液中的光催化作用起决定性的作用。同条件下,乙酸加入和不加土壤时,Cr(Ⅵ)的浓度在5h内基本没有明显变化,这与避光时现象是一致的,说明同柠檬酸、酒石酸相比,相同反应时间内,不含α-OH的乙酸有无土壤都不能还原Cr(Ⅵ)。这说明有机酸的结构在与金属离子配合和催化性能方面有决定性的影响,只有含有α-OH的有机酸,才能诱发Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的催化作用功能,而Al(Ⅲ)只对酒石酸起作用。高压汞灯紫外光照射下主波长为365nm,不加土壤时紫外光对柠檬酸和酒石酸还原Cr(Ⅵ)与避光和氙灯时都有加速作用,说明α-OH有机酸在紫外照射下产生自由基还原了Cr(Ⅵ)。加入土壤后,柠檬酸体系三种土壤的影响大小依次为黄棕壤≈黑钙土>红壤,我们推测Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)共同起催化作用,两者与柠檬酸的配合物共同促进了Cr(Ⅵ)还原；酒石酸体系与氙灯照射下反应规律一致,三种土壤对Cr(Ⅵ)还原均有催化作用,三条c-t曲线反应速率接近,土壤的影响差别不大,Al(Ⅲ)同样是催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的主要因素；乙酸体系中,三种土壤对Cr(Ⅵ)还原的影响大小依次为黄棕壤>黑钙土>红壤,这与土壤中锰的含量大小顺序一致,故我们推测在365nm波长下,锰-乙酸配合物对乙酸的催化作用活性大于铁-乙酸配合物,起到一定的催化作用。土壤对有机酸还原Cr(Ⅵ)的催化作用机制是通过配合物的形成及活性中间体的产生,如有机自由基、Fe(Ⅱ)等,从而明显加速了Cr(Ⅵ)的还原速率。因此,本研究结果对由Cr(Ⅵ)引起的土壤的污染治理有重要的理论和实践指导意义。