综述：铁/锰矿物在黑暗地下环境中介导的活性氧非生物生成：聚焦晶体结构本征特性与自然环境影响的综述

这篇综述系统阐释了铁/锰矿物在无光缺氧地下环境中的非生物氧化还原机制，揭示了矿物晶格缺陷（如氧空位Ov、硫空位Sv）、暴露晶面与低价金属物种如何通过电子传递路径（如Fe(II)/Fe(III)循环、Mn价态转换）驱动活性氧（ROS）生成，并解析了pH、天然有机物（NOM）及水力扰动等环境因子对·OH/O2·-/H2O2生成的调控作用。

　　

Redox-active iron/manganese minerals
地下环境中，铁/锰矿物如同沉默的"地质电池"，其晶体结构缺陷（如氧空位O_v）成为电子高速通道。研究发现，无定形矿物（如水铁矿）因表面不饱和位点丰富，ROS产率比晶态矿物（如赤铁矿）高3-5倍。纳米颗粒因表面能效应，可加速O₂还原为O₂·^-，而绿锈中的Fe(II)-Fe(III)层状结构能持续提供电子源。

Electron-transform pathway
缺氧环境下，矿物表面发生"电子接力赛"：Fe(II)通过界面电子转移将Fe(III)还原，触发芬顿反应生成·OH；硫化物矿物（如黄铁矿）则通过硫氧化路径产生H₂O₂。有趣的是，锰氧化物（如水钠锰矿）的Mn(III)歧化反应可同时产生O₂·^-和Mn(II)，形成自催化循环。

Effect of the intrinsic crystal structure of mineral
晶体学特性如同矿物"身份证"：{001}晶面暴露的赤铁矿更易吸附H₂O分子，而{110}晶面则偏好O₂活化。实验证实，含结晶水的针铁矿产生的·OH浓度比脱水样品高40%，揭示水分子可充当"电子桥梁"。

Natural environmental impact
环境因素如同"调控旋钮"：pH<5时，溶解态Fe²⁺主导·OH生成；中性条件下NOM的醌基团可提升电子传递效率，但浓度>10mg/L时酚基会淬灭ROS。水力扰动会"刷新"矿物表面，使亚稳态相（如纤铁矿）产生活性位点。

Conclusion
铁/锰矿物在黑暗中的ROS生成机制，为理解地下系统中有机质降解（如甲烷氧化）和重金属迁移（如砷/铬转化）提供了新视角。未来研究需关注矿物-微生物耦合作用及原位表征技术的应用。