철/망간 황화 광물은 혐기성 지하 환경에 널리 존재하며, 철(Fe), 망간(Mn), 황(S) 원소의 순환 과정이 지하 환경의 물질 순환과 에너지 전환 과정을 조절합니다. 산소(O₂) 교란 하에서 철 황화 광물은 이중 전자 경로를 통해 O₂를 환원하여 활성산소종(ROS)을 생성할 수 있지만, 망간 황화 광물이 O₂와 반응하여 ROS를 생성하는 반응 과정은 아직 명확하지 않습니다. 자연계에 널리 분포하는 대표적인 망간 황화 광물인 황화망간(MnS)을 연구 대상으로 하여 MnS가 O₂를 활성화하여 생성하는 ROS의 종류, 동역학 원리 및 반응 메커니즘을 탐구하였습니다. 결과는 MnS가 O₂를 활성화하여 하이드록실 라디칼(·OH), 과산화수소(H₂O₂), 초과산화 음이온 라디칼(O₂^·-) 등 많은 양의 ROS를 생성할 수 있음을 보여줍니다; 동일 조건에서 MnS/O₂ 시스템 내 ·OH 누적량은 389.0 μmol/L에 달하며, 이는 같은 농도의 마키노 광물(FeS) 및 황철석(FeS₂) 시스템의 4.4배 및 149.6배에 해당합니다; O₂는 먼저 MnS에서 제공하는 단일 전자에 의해 환원되어 O₂^·-를 생성하고, 이어서 전자를 하나 더 얻어 H₂O₂를 형성합니다; 용존 Mn²⁺는 O₂/H₂O₂ 반응에서 ·OH 생성 효율이 낮으나, 구조 상태의 Mn(Ⅱ)는 H₂O₂로부터 ·OH 생성에 효율적인 촉매 역할을 하므로, 비균질 촉매에 의한 H₂O₂가 ·OH 생성의 중요한 경로입니다; 용존된 S^2-는 고가 상태의 Mn(Ⅲ)/Mn(Ⅳ)로 전자를 전달하여 구조 상태 Mn(Ⅱ)의 재생을 촉진하고 Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅲ) 전자 순환을 강화하여 ·OH 생성 효율을 향상시킵니다; 페놀을 목표 오염물질로 하여 MnS/O₂ 시스템은 3시간 내에 5 mg/L 페놀의 분해 효율이 97.4%에 달해 MnS를 이용한 O₂ 활성화가 환경 복원에 좋은 응용 전망을 갖고 있음을 보여줍니다.

황화망간;산소;하이드록실 라디칼;과산화수소;구조 상태 Mn(Ⅱ)