界面反应动力学主要从静态和动态两个角度研究，多限于用批量法研究静态体系中整个反应过程的表观动力学特性，难以揭示界面反应本身的动力学过程和机制。该课题采用搅拌－流动法，结合现代表面分析技术，模拟土壤流动条件，从化学动力学的角度研究锰矿物氧化As(III)/Cr(III)化学动力学常数和反应机制。该项目关于上述研究内容已基本完成，取得的重要结果如下：根据搅拌－流动体系质量平衡原理和Cr(III)/As(III)氧化特性，构建了锰矿物氧化Cr(III)/As(III)动力学数学模型，对流动动力学数据敏感度高，拟合度好，并得到相应动力学参数。搅拌-流动法得到的K值接近化学动力学反应常数，比批量法的k数值大很多，与报道的Q-XAS快速动力学数据一致；锰矿物氧化As(III)/Cr(III)初始阶段均遵循一级动力学反应的，随时间进行逆反应和界面副反应逐渐显著，表观反应速率常数减小；锰矿物的氧化度和结构类型与亚结构特点，即Mn(III)与Mn(IV)比例和结构形式，是影响其反应动力学的重要因素；Cr(III)和As(III)在水钠锰矿表面氧化具有不同的反应动力学过程，As(III)氧化过程中几乎不释放Mn(II)，生成的Mn(II)吸附在矿物表面形成沉淀，使表面钝化。然而，氧化Cr(III)的初始反应阶段，Mn(II)的释放明显滞后于Cr(VI)的释放，随着反应的进行，Mn(II)与Cr(VI)的释放量接近反应理论计量值；由活化能大小可知，酸性水钠锰矿氧化Cr(III)受扩散控制，反应物Cr(III)的吸附或产物Cr(VI)的释放可能是反应的限速步骤；结合XPS表面技术和原位解吸方法的分析表明，在As(III)氧化过程中矿物大量吸附了As(V)，没有检测到As(III)的吸附，也几乎无Mn(II)释放，生成的Mn(II)可能与As(V)作用促进其吸附，并发生表面钝化作用；实验以生物氧化锰为前驱物得到了纳米尺度的类钙锰矿微晶，为钙锰矿形成的生物途径提供了实验地球化学依据；由“六方水钠锰矿(水羟锰矿)→三斜水钠锰矿”可能是环境中三斜水钠锰矿的重要来源；针铁矿、赤铁矿和水铁矿三种矿物吸附P动力学过程可分为起始的快速反应和随后的慢速反应。上述研究结果可丰富可变电荷土壤化学的理论，为阐明锰矿物和As/Cr的环境地球化学行为提供科学依据，为土壤界面氧化还原动力学研究开辟新的思路。