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绿锈(Green Rusts,GRs)是铁(氢)氧化物形成与转化过程中亚稳定态的中间产物,形成于土壤、沉积物或铁溶蚀产物等厌氧或缺氧环境中,极易向针铁矿、磁铁矿、水铁矿、纤铁矿等高价铁(氢)氧化物转化。而砷酸盐(As(Ⅴ))常与绿绣共存于酸性矿山废水或者地下水等环境中,对GRs的转化有着显著地影响。另外,GRs对As(Ⅴ)也有极强的吸附活性,探讨As(Ⅴ)与GRs在不同条件下的相互作用,不仅为环境中As(Ⅴ)污染治理提供了一种可行的化学方法,也可为揭示环境中各种铁(氢)氧化物与As(Ⅴ)的相互作用及其机制提供科学依据。本文通过采用X-射线衍射(XRD)、同步辐射XRD(SR-XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)等测试表征技术,系统研究了As(Ⅴ)对硫酸盐绿绣GR2(SO42-)和碳酸盐绿绣GR1(CO32-)在不同条件下的转化特性的影响,主要结果如下:1.As(Ⅴ)对GR2(SO42-)转化的影响As(Ⅴ)可增加GR2(SO42-)的稳定性;随着As(Ⅴ)浓度的增加,GR2(SO42-)的转化终产物变化趋势为:针铁矿和纤铁矿的混合相(不加As(Ⅴ))向纯相纤铁矿向少量纤铁矿和高铁绿绣(EX-GR2)的混合相转化,结晶尺寸逐渐减小,且产物结晶度也逐渐减弱。可见,As(Ⅴ)可以促进GR2(SO42-)向纤铁矿转化,且浓度越高,产物结晶度越弱。当体系中存在一定浓度的As(Ⅴ)时(Fe/As=24),在p H 6.59范围和25℃时,转化产物均以纤铁矿为主,但在p H 9时,产物中还含有少量的高铁绿绣(EX-GR2)和水铁矿,且p H越低,纤铁矿的结晶度越弱,结晶尺寸越小;在p H 7.3和温度545℃时,产物也以纤铁矿为主,随着温度的增加,纤铁矿结晶度增强和结晶尺寸增加;在p H 7.3和25℃时,随着空气流速的增加,产物中逐渐出现一定量的高铁绿锈(EX-GR2),空气流速越大,高铁绿绣的结晶度越强。As(Ⅴ)同样也可增加GR1(CO32-)的稳定性,随着As(Ⅴ)浓度的增加,GR1(CO32-)的转化产物由纯相针铁矿(不加As(Ⅴ))向针铁矿和纤铁矿的混合物向高铁绿绣(EX-GR1)和少量纤铁矿的混合物转化,表明As(Ⅴ)抑制针铁矿的形成,促进纤铁矿的形成。2.As(Ⅴ)对GR2(SO42-)和GR1(CO32-)转化影响的差异性在Fe/As=48时,即低As(Ⅴ)浓度时,GR2(SO42-)和GR1(CO32-)都倾向于向纤铁矿转化,但GR2(SO42-)转化较为彻底,且终产物纤铁矿的结晶度较强;当Fe/As=24时,GR1(CO32-)的转化终产物以高铁绿绣(EX-GR1)为主,而GR2(SO42-)的转化终产物仍是纯相的纤铁矿;随着As(Ⅴ)浓度继续增加,GR1(CO32-)的转化终产物依然以高铁绿绣(EX-GR1)为主,而在Fe/As=3时,GR2(SO42-)的转化终产物出现少量的高铁绿绣(EX-GR2)。因此,在一定浓度As(Ⅴ)存在下,GR2(SO42-)主要以溶解—氧化—结晶(DOP)机制转化,而GR1(CO32-)则主要以固态氧化(SSO)机制转化。