本文研究了矿区黄钾铁矾的形成、分解和生态毒理。 首先，研究了不同重金属和Al对铁氧化细菌的生长、细菌氧化亚铁离子的速率及在重金属存在环境中氧化合成的黄钾铁矾的特征的影响。从广东省大宝山矿区的矿坑水中分离筛选出铁氧化细菌DBS菌株并就其对Al、Cd、Cr、Co、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的耐受性进行检测，实验结果表明：Hg对DBS具有很强的毒性；Co、Cd和Cu仅在高浓度下对DBS菌有毒害作用；其它金属离子即使是在10 g/L的高浓度下对DBS菌也没有显示出毒性。在低浓度下，这些金属离子对DBS的生长有促进作用。经化学和矿物学分析表明，在Cu、Pb和Cd存在条件下，这三种重金属与黄钾铁矾的亲和性强弱的顺序是：Pb>Cu>Cd。 黄钾铁矾的稳定性主要受两个因素决定：(1)pH和(2)Eh。当土壤中的 pH-Eh组合位于黄钾铁矾矿物的稳定场之外时，黄钾铁矾可能会发生分解。就对生态环境研究方面的意义而言，由pH变化所诱导的黄钾铁矾分解较为次要。因为在pH升高(通常是通过添加酸中和材料如石灰)条件下，黄钾铁矾分解所产生的酸性物质在释放的同时已被酸中和材料所消除，对环境不会产生不良的影响。但是，由于Eh降低所导致的黄钾铁矾分解，很可能会引起严重的环境问题。目前，对于淹水条件下矿山黄钾铁矾分解的化学过程尚没有系统的研究。 其次，了解黄钾铁矾在厌氧条件下进行分解的控制因子，并研究从这种厌氧环境中排放出的水溶液在充分暴露于空气中后的化学变化。通过设计微宇宙湿地系统的方法监测黄钾铁矾和有机质加入量对微宇宙湿地渗出水化学性质随时间的变化。研究结果表明：在淹水条件下，当不加入有机质时，至少在实验第56天之前黄钾铁矾一直处于稳定状态。然而，在加入有机质的处理中，黄钾铁矾均呈不稳定状态，总的来说，黄钾铁矾分解的程度随着黄钾铁矾和有机质添加量的增加而增加。实验结果还显示，黄钾铁矾分解产物在微宇宙湿地有可能通过形成铁硫化物而重新被固定下来。渗滤水中Fe的浓度取决于多种因素，主要包括黄钾铁矾和有机质的加入量以及淹水时间的长短。一般来说，增加黄钾铁矾和有机质加入量可引起渗滤水中Fe浓度增加。实验发现，淹水 10天之后，渗滤水中可溶性Fe的浓度开始增加，直至到达峰值；除了Mn之外，渗滤水中其他重金属离子的含量都很低，这可能是由于微宇宙湿地pH 一直都维持在较高的水平的缘故，即使有重金属随黄钾铁矾分解而释放出来，很快就会因环境pH高而被重新沉淀下来。而Mn浓度较高是因为可溶性二价Mn的溶解性与pH无关。黄钾铁矾分解释放出的潜在有毒物质可能会对水生生态系统产生破坏作用。迄今为止，还未见有前人对矿区黄钾铁矾污染物的生态毒理进行过研究。 最后，通过多测试终点的方法来检测微宇宙湿地条件下黄钾铁矾分解释放的水溶液的生物毒性。本研究选择了隆线涵和斜生栅藻两种具有重要生态指示意义的生物作为试验生物。研究结果表明：微宇宙湿地中对照(含8％矿土、2％的有机料和92％的背景土壤)的渗滤水对水溞没有急性毒性。而添加有机质处理的渗滤水对水溞具有不同程度的毒性。总的来说，不同处理渗滤水中 Fe 的含量和毒性强弱的顺序是：处理3(含16％矿土、5％有机料和79％背景土壤)>处理2(含8％矿土、5％有机料和87％背景土壤)>处理1(含8％矿土、2％有机料和90％背景土壤)，即随着加入的矿土(含黄钾铁矾)和有机料的增加毒性相应增强，并表明Fe可能是渗滤水中最主要的有毒物质。渗滤水的空气暴露实验表明，水中部分二价铁氧化为三价铁，后者发生水解生成氢氧化铁沉淀，从而引起pH降低。pH 降低反过来又阻止了二价铁的继续氧化。当溶液中Fe浓度较低时，充分暴露空气中之后的渗滤水的毒性比刚排出的渗滤水的毒性要弱；而对于含大量可溶性Fe的渗滤水来说，结果正好相反。采用斜生栅藻对渗滤水进行生态毒性检测的结果基本与水潘一致，即毒性顺序是：处理3>处理2>处理1>对照。另外，从隆线潘体内的多种酶及消化道的微观结构的变化来评价渗滤水的毒性。实验结果表明，利用生理指标能够更快更准确地反映受试生物对毒物的反应，并能快速地检测出渗滤水的潜在毒性。本研究的结果可为硫化物矿区环境治理，特别是人工湿地矿水处理系统的建造提供理论依据。