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铁矿物FeOOH作为一种非金属矿物广泛存在于土壤与水体环境中，通常以施威特曼石(Schwertmannite)、针铁矿(Goethite)、四方纤铁矿(Akaganéite)、纤铁矿(Lepidocrocite)等多种形式存在，它们可以通过共沉淀、离子交换、吸附等作用，有效地去除环境介质中的重金属和富营养元素等。采矿、电镀、电子和制革等行业产生的废水中常含有As(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)等重金属，若未经处理就排入水体，易引起地表水和地下水的污染。As(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的毒性都非常强，都具有“三致”性，对人类危害很大。水体富营养化是由氮、磷等营养物质超标引起的，淡水中磷的含量的控制至关重要。近年来，生物与非金属矿物去除重金属和富营养元素的研究受到广泛关注。FeOOH具有较稳定的理化性质，较大的比表面积，较细的颗粒结构等特点，作为吸附材料是较好的选择，在环境治理中日益受到重视。 铁矿物的矿相转化及环境功能与颗粒物的形貌结构、界面性质、合成条件和方法密切相关，因此，有必要对FeOOH的结构界面特性进行表征，为矿物与污染物间发生的相互作用机理提供理论依据。各种晶型铁矿物常可由不同方法合成，不同方法合成的同相矿物的环境功能与结构界面特性的关系还少有报道。 为此，本文系统研究了两组铁矿物（第一组为化学水解中和方法合成的同分异构体FeOOH即针铁矿Gth1与Gth2、四方纤铁矿Aka1与Aka2、纤铁矿Lep;第二组为化学/生物合成的孔道结构含阴离子SO4的施威特曼石Sch-Chem与Sch-Bio和含阴离子Cl的四方纤铁矿Aka-Chem与Aka-Bio)对水中重金属元素As(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)以及富营养元素磷的吸附去除效果，同时对铁矿物吸附污染物前后的结构界面特性、颗粒粒径分布进行了表征分析，以探讨和揭示两组铁矿物中不同晶型铁矿物对As(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和磷的去除效果与作用机理的异同，其结果可为环境材料的研发与扩展应用提供科学依据。本论文主要研究结果如下: XRD与FTIR结果证实了同分异构体FeOOH样品、含孔道结构的施威特曼石与四方纤铁矿产物均为粉末结晶型铁矿物相;FESEM形貌结构观察到合成的所有铁矿物的单一颗粒均为纳米结构。化学和生物合成的含孔道结构施威特曼石，其晶型差异不明显，但颗粒形貌结构明显不同;化学和生物合成的含孔道结构四方纤铁矿的晶型、颗粒形貌结构均有明显差异。样品悬浮颗粒粒径分布证实了铁矿物产物的单一颗粒粒径越小，团聚越明显。 两组铁矿物对重金属As(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的动力学吸附均符合Lagergren拟二级速率方程。其中同分异构体FeOOH中铁矿物对各重金属的等温饱和吸附量(mg/g)如下， As(Ⅲ):12.6(Gth1),7.73(Gth2),6.40(Aka1),24.5(Aka2),18.2(Lep); Cr(Ⅵ):15.1(Gth1),12.7(Gth2),14.6(Aka1),30.3(Aka2),13.6(Lep); Cr(Ⅲ):11.1(Gth1),3.18(Gth2),14.7(Aka1),11.7(Aka2),18.7(Lep)。 含孔道结构的施威特曼石和四方纤铁矿对各重金属的等温饱和吸附量(mg/g)如下， As(Ⅲ):102(Sch-Chem),110(Sch-Bio),6.40(Aka-Chem),30.3(Aka--Bio); Cr(Ⅵ):119(Sch-Chem),133(Sch-Bio),14.6(Aka-Chem),83.6(Aka-Bio); Cr(Ⅲ):17.3(Sch-Chem),38.3(Sch-Bio),14.7(Aka-Chem),13.1(Aka-Bio)。 同分异构体FeOOH及含孔道结构施威特曼石和四方纤铁矿吸附重金属As(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)与Cr(Ⅲ)的最佳pH范围为pH3-8;阴离子对铁矿物吸附去除重金属作用效果为:Cl-、NO3-和CO32-几乎没有影响，SO42-的影响较小，H2PO4ˉ的影响最大。两组铁矿物吸附除As(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)易被专性离子SO42-、H2PO4-代换，不易被非专性离子Cl-、NO3-、CO32-代换。 同分异构体组与含孔道结构组铁矿物对磷的动力学吸附均符合Lagergren拟二级速率方程，两组铁矿物对磷的等温饱和吸附量(mg/g)依次为:8.86(Gth1)，8.10(Gth2)，4.66(Aka1),33.4(Aka2),8.84(Lep);227(Sch-Chem),323(Sch-Bio),4.66(Aka-Chem),68.5(Aka-Bio)。样品吸附P的最佳pH范围为pH3-8;阴离子对铁矿物吸附除磷作用效果为:Cl-、NO3-和CO32-几乎不产生影响，SO42-有较小影响。两组铁矿物吸附除磷易被专性离子SO42-代换，不易被非专性离子Cl-、NO3-、CO32-代换。 同分异构体FeOOH及含孔道结构的施威特曼石和四方纤铁矿吸附污染物As(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)、磷后的IR吸收峰的强度与吸附前的相比差异不明显。