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硫铁矿的氧化是造成矿山环境污染的重要原因，其产生的酸性矿山排水（AMD）具有低pH，高浓度SO42-和各种重金属（Fe、Mn、As、Cd、Cu、Zn）的特点。研究矿山环境中硫和氧同位素对于了解矿山环境下污染物的源、污染过程和污染程度都有重要意义。该研究以兴仁县交乐高砷煤矿区酸性矿山排水为例，野外采样和室内模拟实验相结合研究煤岩中硫铁矿的氧化过程，探究重金属的组成和释放规律，结合整个过程中硫和氧同位素的组成和分馏机理，为如何治理和预防喀斯特地区AMD污染提供基础理论依据。
通过研究，得到以下成果：
（1）研究区流域水体中SO42-和重金属含量比2008、2009年整体降低，2009年矿区和受AMD影响的水体δ34Sso4平均值分别为-11.10‰、-10.30‰，2018年分别为-6.22‰、-4.69‰，比2009年明显偏正，且指示了矿区煤矸石硫铁矿氧化能力减弱，伴生矿物金属的释放逐渐减少；流域水体δ34Sso4值整体偏正，受AMD影响的水体比上游矿区AMD污染减轻甚至恢复至背景区水体指标，矿区下游水体因背景区水体的汇入使水体水质显著改善。
（2）硫化物氧化程度控制了AMD的形成，重金属的释放。通过室内模拟实验发现同一层位煤岩纵向分布上，煤岩重金属总量、形态分布、煤岩浸出液中重金属含量分布不均，无明显规律。煤岩中Fe主要以残渣态和铁锰氧化态为主，Mn主要以可交换态和铁锰氧化态为主，As、Cd和Zn主要以残渣态为主，Cu主要以残渣态和有机结合态为主。通过室内模拟浸出实验后发现煤岩中重金属总量和可交换态含量是主要的溶出形态。AMD中重金属与硫酸根显著相关，因此，硫酸根可作为重金属释放的判别依据
（3）模拟氧化实验中，硫的浸出率为62%~86%，硫酸根硫占总浸出硫的7%~25%，浸出后煤岩硫同位素变重2.39‰~5.60‰，中间价态硫同位素值为-22.25‰~-14.00‰，氧化过程中硫同位素产生分馏，硫酸盐硫同位素较煤岩样品富集重同位素，原因是硫化物氧化生成中间价态硫，产生-2.06‰的分馏。
（4）模拟氧化实验中，硫酸盐中83%的氧主要来自水分子(主要为Fe3+氧化途径)；研究区水库下游受AMD影响的水中溶解氧高于矿区，受AMD影响的水中50%硫酸盐氧主要来自O2，2009年25%的硫酸盐氧主要来自O2，说明水环境条件的改变。
通过研究，得到以下成果：
（1）研究区流域水体中SO42-和重金属含量比2008、2009年整体降低，2009年矿区和受AMD影响的水体δ34Sso4平均值分别为-11.10‰、-10.30‰，2018年分别为-6.22‰、-4.69‰，比2009年明显偏正，且指示了矿区煤矸石硫铁矿氧化能力减弱，伴生矿物金属的释放逐渐减少；流域水体δ34Sso4值整体偏正，受AMD影响的水体比上游矿区AMD污染减轻甚至恢复至背景区水体指标，矿区下游水体因背景区水体的汇入使水体水质显著改善。
（2）硫化物氧化程度控制了AMD的形成，重金属的释放。通过室内模拟实验发现同一层位煤岩纵向分布上，煤岩重金属总量、形态分布、煤岩浸出液中重金属含量分布不均，无明显规律。煤岩中Fe主要以残渣态和铁锰氧化态为主，Mn主要以可交换态和铁锰氧化态为主，As、Cd和Zn主要以残渣态为主，Cu主要以残渣态和有机结合态为主。通过室内模拟浸出实验后发现煤岩中重金属总量和可交换态含量是主要的溶出形态。AMD中重金属与硫酸根显著相关，因此，硫酸根可作为重金属释放的判别依据
（3）模拟氧化实验中，硫的浸出率为62%~86%，硫酸根硫占总浸出硫的7%~25%，浸出后煤岩硫同位素变重2.39‰~5.60‰，中间价态硫同位素值为-22.25‰~-14.00‰，氧化过程中硫同位素产生分馏，硫酸盐硫同位素较煤岩样品富集重同位素，原因是硫化物氧化生成中间价态硫，产生-2.06‰的分馏。
（4）模拟氧化实验中，硫酸盐中83%的氧主要来自水分子(主要为Fe3+氧化途径)；研究区水库下游受AMD影响的水中溶解氧高于矿区，受AMD影响的水中50%硫酸盐氧主要来自O2，2009年25%的硫酸盐氧主要来自O2，说明水环境条件的改变。