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砷具有毒性和致癌性，对人类、动物和植物具有潜在的危险性，环境中砷及砷化物污染的控制是当前环境科学领域的重要研究内容。沉淀作用和吸附作用是废水除砷的主要环境化学过程，同时，环境中砷化物的沉淀-溶解、吸附-解吸、生物富集-转化等反应也控制着砷在环境中迁移转化。研究砷酸盐的稳定性及吸附剂除砷的机理，对于有效地控制环境中的砷浓度，安全地处置含砷废物具有重要的意义。本文在优化水中微量砷测定方法的基础上，从砷的沉淀作用和吸附作用两方面入手，通过长时间的沉淀-溶解和吸附实验，研究了不同类型砷酸盐(Ca、Ba、Pb、Cu等)的沉淀-溶解作用特征，确定了它们的溶度积和生成的自由能;研究了吸附剂Fe(OH)3、Al(OH)3和MnO2对不同砷浓度的吸附特征，探讨了吸附作用的机理及吸附过程中吸附作用向沉淀作用过渡的机制。主要结果如下: (1)砷酸钙化合物是石灰沉淀法除砷的主要产物。本实验在不同的pH值和Ca/As摩尔比条件下，生成的砷酸钙化合物有Ca3(AsO4)2·3 H2O(c)、Ca3(AsO4)2·21/4H2O(c)、Ca5(AsO4)3(OH)和Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O;当pH值等于11～13，Ca/As摩尔比为2时，石灰沉淀法处理高浓度含砷废水效果最佳;Ca/As=1.67和2.0时生成的Cas(AsO4)3(OH)和 Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O在碱性条件下溶解度较低; Ca3(AsO4)2·3H2O，Ca3(AsO4)2·21/4H2O，Cas(AsO4)3(OH)和Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O的溶度积Ksp分别为10-21.14～10-2282，10-21.40～10-21.59，10-4012～10-39.23和10-27.49～10-29.30，相应的生成自由能分别等于-3787.87 kJ/mol～-3797.46 kJ/mol，-3611.50 kJ/mol～-3612.58 kJ/mol，-5096.47kJ/mol～-5091.39 kJ/mol和-4928.86 kJ/mol～-4939.19 kJ/mol;CO2可使砷酸钙盐发生不一致溶解，溶解度增加。 (2) Ba3(AsO4)2(c)和BaHAsO4·H2O(c)是沉淀法除砷形成的砷酸钡盐的主要形式;强酸和强碱条件都不利于水中As的去除，在初始pH值为9～11时，溶液平衡pH值在7.50左右，水中砷含量最低;砷酸氢钡BaHAsO4·H2O(c)在pH=6的水中溶解时，体系中的As浓度随着pH的增加而减小，Ba3(AsO4)2(c)在pH=8～11的水中溶解时，溶液的平衡pH值下降，进入水中的砷含量升高，Ba3(AsO4)2(c)在pH＞12的水中较稳定;Ba3(AsO4)2(c)和BaHAsO4·H2O(c)的溶度积Ksp分别为10-23.53～10-22.52和10-5.60～10-5.67，生成自由能分别为-3113.40～-3107.63 kJ/mol和-1544.47～-1544.87 kJ/mol。 (3)砷酸铅是农药的主要成分。本实验鉴别出的砷酸铅盐有PbHAsO4·2H2O(c)、Pb5(AsO4)3OH·H2O(c)、Pb3(AsO4)2(c)和PbsAs2O13(8PbO·As2O5)(c)四种类型，它们的溶度积（Ksp）分别为10-10.70、10-81.75、10-33.83和10-174.24，生成自由能分别为-1274.36kJ/mol、-2928.33kJ/mol、-1563.12 kJ/mol和-3909.69kJ/mol。 (4)砷酸铜化合物主要用作染料和木材防腐剂。本实验鉴别出Cu3(AsO4)2(c)、KCu3H(AsO4)2(OH)2(c)、KCu3(OH)2(AsO4)(HAsO4)(c)和Cu5(AsO4)2(HAsO4)2·9H2O(c)四种砷酸铜盐，它们的溶度积（Ksp）分别为10-43.99、10-57.47、10-50.29和10-77.55，生成自由能分别为-1351.35 kJ/mol、-2026.25 kJ/mol、-2051.46 kJ/mol、和-4975.34 kJ/mol。 (5) Fe(OH)3对As(Ⅴ)在中性偏酸性条件下吸附效果最好，高pH不利于As(Ⅴ)的吸附;当pH=3和pH=7时，当初始砷浓度大于10～50 mmol/L时，砷—氢氧化铁吸附体系中发生了由吸附作用向沉淀作用的转变，有砷酸铁沉淀生成;Freundlich模型能很好地拟合不同pH条件下吸附等温线; (6) Al(OH)3对As(Ⅴ)在弱酸到弱碱性(pH=6～9)的溶液中吸附效果较好，酸性和碱性不利于As(Ⅴ)的吸附;在pH=7的条件下，当初始砷浓度低于0.5 mmol/L时，吸附平衡溶液中的砷浓度最低，当初始砷浓度大于0.5 mmol/L时，pH值对吸附平衡溶液中砷浓度的影响较小;Freundlich模型能很好地拟合不同pH条件下的吸附等温线;在pH=7的条件下，吸附前后Al(OH)3的组成发生了而一定的变化。 (7) MnO2对As(Ⅴ)在酸性到中性条件下对低浓度的砷的吸附效果较好，当初始砷浓度大于1 mmol/L时，吸附效果较差;在pH=3和pH=7的条件下，当初始砷浓度低于0.01 mmol/L时，吸附平衡溶液中的砷浓度最低，当初始砷浓度大于1 mmol/L时，pH值和反应时间对吸附平衡溶液中砷浓度的影响较小;Freundlich模型能更好地拟合不同pH条件下的吸附等温线;在pH=3的条件下，MnO2固体吸附反应前后的组成和形貌发生了一定的变化。