表生环境中含砷黄铁矿氧化导致砷的释放,而其也会进一步使释放的As发生吸附与氧化还原反应,进而影响As（Ⅲ,V）的形态及晶体内As的释放、迁移与转化,然而晶体内As对黄铁矿与As的相互作用过程的影响尚不明确。本论文考察了晶体内的砷对黄铁矿与As（Ⅲ,V）在不同条件下相互作用过程的影响机制。采用水热法合成含砷黄铁矿,分析了结构内As对黄铁矿晶体结构、化学组成、形貌和表面理化性质的影响,考察了缺氧和有氧环境下As（Ⅴ）、As（Ⅲ）与含砷黄铁矿的氧化还原过程及As含量和pH的影响。初步明确了As在黄铁矿结构中的位点、价态、含量以及含砷黄铁矿与As的相互作用机理及其影响因素,得到如下结论:1、FeSO₄、CS（NH₂）₂与单质S0水热反应可制备纯相黄铁矿（Apy0）,当体系中添加NaAsO₂,调控As/Fe摩尔比为0.10和0.22,所得黄铁矿晶体内砷含量分别为4.4 wt.%（Apy5）和9.9 wt.%（Apy10）。As主要以As（Ⅲ）和As（-I）分别置换黄铁矿晶体中的Fe（II）和S2（-II）。XPS结果显示,在Apy5中,As（Ⅲ）和As（-I）的相对百分含量分别为76.6和17.2%;在Apy10中,As（Ⅲ）和As（-I）占总As相对比例分别为91.0和8.0%;在Apy5和Apy10表面都有少量As（Ⅲ,V）-O,占总As相对比例分别为2.4、3.8%和0.5、0.5%。Fe（Ⅲ）含量随着As掺杂量增加而升高。结构内含As显著提高矿物表面Fe（Ⅲ）的含量并降低黄铁矿的结晶度。2、缺氧条件下,黄铁矿与As（Ⅴ）反应产物有S0、SO₄2-和针铁矿,As（Ⅴ）还可在针铁矿表面形成双齿双核配体或沉淀。反应过程中,结构内As进入溶液的途径主要为As（-I）被氧化成As（Ⅲ）的溶出以及结构坍塌导致晶格中As（Ⅲ）的释放。因晶体内含As使得Fe（Ⅲ）含量增加进而加速电子转移,促进了黄铁矿的氧化,生成的S0、SO₄2-和晶体内As释放的百分比也随之增加。As（Ⅴ）还原速率随着pH上升而略呈上升趋势,在pH为3.0-6.0的酸性体系中,随着pH上升,晶体表面的Fe（Ⅲ）为主要氧化剂参与含As黄铁矿的氧化,As（Ⅴ）和少量新生成的As（Ⅲ）主要吸附在固相产物表面。在pH为7.0-11.0的中性及碱性体系中,反应以As（Ⅴ）氧化含砷黄铁矿为主。随着pH增加,As（Ⅴ）的氧化能力显著提高。当反应体系pH由3.0上升至7.0和11.0时,Apy10晶格内As的释放率由34.1%分别上升至41.5%和56.8%,含砷黄铁矿表面有变褐铁矾和针铁矿生成。有氧条件下,O₂可加速含砷黄铁矿的氧化,S0、SO₄2-以及释放的As（Ⅲ）的稳定浓度都显著上升,矿物表面的针铁矿有助于As的固定。3、缺氧条件下,含砷黄铁矿与溶液中As（Ⅲ）的反应过程中,含砷黄铁矿与溶液中As（Ⅲ）反应过程中少量As（Ⅲ）被氧化生成As（Ⅴ）,As（Ⅴ）完全释放到溶液中。含砷黄铁矿表面缺陷位点上的Fe（Ⅲ）与H₂O发生相互作用生成·OH和H₂O₂,随着砷掺杂量的提高,·OH的稳定浓度和H₂O₂的最大浓度逐渐上升,促进了As（Ⅲ）的氧化。有氧氛围,体系中As（Ⅴ）的平衡浓度,SO₄2-和单质S0平衡浓度显著提高,·OH和H₂O₂产生途径主要为含砷黄铁矿表面缺陷位点上的Fe（Ⅲ）与H₂O的相互作用和O₂的还原。酸性条件下,溶液中的·OH可通过类Fenton机理转化产生,H₂O₂是重要的中间产物;而碱性条件下,H₂O₂则直接参与含砷黄铁矿的氧化。