本研究藉由反應條件之差異（通氣或厭氣）探討片錳礦－鄰苯二酚，片錳礦－間苯
二酚，以及片錳礦－對苯二酚反應系統中氧分子的角色、反應過程及片錳礦的轉變
與表面性質之改變以及此反應系統的化學計量關係探討。
實驗係利用一套特殊設計的裝置，於通氣或厭氣（以300 mL/min流量，通氮氣５分
鐘）條件下，40 mL 之懸浮液(pH 6.00) 中含200 mg的片錳礦與500 μmol 的酚類
化合物於25℃的水浴中振盪(50 rpm)反應90小時，然後測定此反應系統 O的消耗
量，CO的釋放量，及片錳礦之溶解錳量。此外，並利用玻璃電極及白金電極連續
偵測此系統的pE-pH 變化10小時。
實驗結果顯示，氧分子和片錳礦的協同作用可提高酚類化合物的斷環作用，而釋放
出較多CO，其釋放量約為厭氣狀況相對應系統之4-5 倍。此外，酚類化合物構造
上的差異也影響CO的釋放量，分別為鄰苯二酚＞對苯二酚＞間苯二酚。觀察反應
系統在通氣或厭氣下之pE-pH 變化情形，發現酚類化合物與片錳礦酚的表面錯合確
實存在於反應系統； O與片錳礦的協同作用使反應系統之pE、pH變化情形與厭氣
狀況之相對應系統者不同。經90小時反應後，反應系統沉積物錳原子的氧化數以通
氣狀況者較高，表示氧分子可氧化Mn﹢生成其他的錳氧化物與片錳礦相同組成但
不同形式的錳氧化物。比較純粹片錳礦與酚類轉化產物與片錳礦結合之沉積物之傅
立葉轉換紅外線光譜圖發現在波數1620、1387 cm﹣ 左右訊號強度增加，歸因於
腐植化的有機聚合物藉由-COOH 與Mn﹢<aq>錯合產生-COOMn。無論是通氣或厭氣
條件，片錳礦－酚類化合物反應系統的酚類化合物消耗量與溶解性錳和吸附性錳的
生成量總和差異甚大，顯示片錳礦與酚類化合物之間的反應為催化反應而不是化學
計量反應。
土壤環境及其相關環境中，酚類化合物的轉化除了生物性催化作用外，土壤無機礦
物的催化作用亦不容忽視。本研究實驗結果顯示，通氣狀況下片錳礦的轉變為一循
環，因此當土壤環境中生物性的催化途徑受阻時，酚類化合物可經由非生物的途徑
繼續反應。