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Cr取代针铁矿（Cr-goethite）是土壤中普遍存在的矿物学现象。在一定条件下,针铁矿中结构取代的Cr离子会被释放,Cr移动性和活性提高,危害生态环境。厌氧土壤环境中,游离态Fe（Ⅱ）(Fe（Ⅱ）aq)能吸附在土壤中的铁（氢）氧化物表面,与铁（氢）氧化物结构态Fe（Ⅲ）oxide发生电子转移和Fe原子交换,促使铁（氢）氧化物晶相转变,而这一过程常常耦合重金属的固定/释放等环境行为。本论文以不同比例Cr取代针铁矿为研究对象,研究游离态Fe（Ⅱ）与之共存时,Fe原子交换和晶相重组过程,以及Cr取代针铁矿中Cr的释放和重固定行为。阐明亚铁催化针铁矿晶相转变耦合重金属Cr环境行为,揭示其化学机制,为构建基于铁（氢）氧化物环境过程的土壤重金属污染原位控制技术提供依据。主要结论如下:（1）通过研究厌氧条件下,pH为7.5时,Fe（Ⅱ）aq催化不同Cr比例取代针铁矿晶相重组过程发现,针铁矿结构Cr取代显著抑制了Fe（Ⅱ）aq-Fe（Ⅲ）oxide之间Fe原子交换速率,Cr取代比例越高,Fe原子交换率越小。XRD和穆斯堡尔谱结果表明,在这一过程中,Cr取代针铁矿晶相发生重组,但是重组后的矿物相仍为针铁矿。游离态Fe（Ⅱ）作用下,Cr从重组的针铁矿结构中释放,针铁矿Cr取代比例越高,释放的Cr越多。随着反应时间的进一步延长,部分被释放并吸附在表面的Cr被重新固定进入针铁矿结构中。（2）通过研究不同pH值（5.58.5）对亚铁催化Cr-针铁矿晶相重组过程发现,在体系pH小于7.5的范围内,Fe原子交换率随pH上升而加快,在pH超过7.5体系中,Fe原子交换率随pH上升而降低,在接近中性体系中,Fe原子交换率最高。针铁矿的电位零点为pH 7.5,其表面对阳离子的吸附率在pH 7.5最高,而针铁矿中铁Fe原子交换率与Fe（Ⅱ）在矿物表面的吸附率成正比,因此铁原子交换率在pH 7.5最高。不同pH值下晶相重组后的Cr取代针铁矿的矿物相仍为针铁矿。（3）通过研究不同初始亚铁浓度（0.52.5 mM）对亚铁催化Cr-针铁矿晶相重组过程发现,低浓度亚铁作用下,铁原子交换率随着初始亚铁浓度上升而提高,但是当亚铁初始浓度过高时,针铁矿表面过量的Fe（Ⅱ）吸附可降低其中的电子转移速度,从而抑制Fe原子交换。在本研究条件下,1 mM初始游离态亚铁体系,Fe原子交换率最高。（4）对Fe（Ⅱ）驱动Cr-goethite晶相重组过程中Cr的释放与重固定行为,结果发现,反应过程中从Cr结构取代针铁矿中释放的吸附在针铁矿表面的Cr的浓度变化与Fe原子交换率呈现正相关,Fe原子交换效率越高,Cr释放越多。结合Fe（Ⅱ）作用过程中电子传导及晶相重组过程分析发现,Fe（Ⅱ）吸附到Cr取代针铁矿表面,给出电子,部分针铁矿中的结构态Fe（Ⅲ）接受电子还原生成Fe（Ⅱ）,并进一步被释放,同时,针铁矿晶相发生重排,原来的部分结构键被破坏,被破坏结构键链接的Cr（Ⅲ）被释放,在针铁矿晶相转变过程中,被释放并吸附在表面的Cr被重新固定,进入重排的针铁矿晶相结构中。