Sb和As是具有毒性和致癌作用的类金属元素。由于在生产和生活中的大量使用，它们对水体和土壤造成的污染已成为全球突出且亟待解决的环境问题之一。氧化铁是土壤的重要组成部分，具有比表面积大、表面活性功能团多等特点，对污染物的吸附、迁移以及有效性、毒性均有着极其重要的作用。另外，氧化铁具有可变电荷，其存在形态易随土壤环境（如pH、Eh等）的变化而变化，土壤氧化铁形态变化必将导致As和Sb在土壤环境化学行为发生变化。为深入了解氧化铁形态对As和Sb在土壤中固定与转化的影响机理，本文首先通过野外采样分析矿区土壤中As和Sb污染的分布，认识实际土壤中As、Sb与氧化铁的分布相关性及其生物有效性;选用氧化铁含量差异较大的土壤，研究其对Sb的吸附特征，明确土壤中氧化铁对Sb吸附的贡献;培养不同氧化还原电位(Eh)的土壤，研究氧化铁的形态变化对As和Sb固定与转化机制的影响;最后研究As和Sb在针铁矿-水界面上的环境化学行为。考虑到土壤环境体系的复杂性，本论文通过运用传统实验，结合X射线光电子能谱(XPS)、X射线吸收光谱（XANES）和微束X射线荧光光谱(μ-XRF)等分析手段研究土壤中As和Sb的存在形态，探究其分子作用机制。主要结果如下:　　锡矿山矿区土壤中As和Sb含量平均值为146和1058 mg kg-1，μ-XRF原位检测发现As和Sb在土壤中多与Fe结合存在。矿区内蔬菜地土壤中不同提取态As和Sb含量顺序依次为0.05 M EDTA＞0.1 M HCl＞H2O＞0.01 M CaCl2，矿区内大部分蔬菜地土壤As含量超过农田土壤二级质量标准，辣椒可食用部分As和Sb含量（以干重计）平均值为0.283和0.645 mg kg-1。结果表明土壤Sb的生物有效性小于As，但土壤总Sb含量高于As，其健康风险不容忽视。　　Sb(Ⅴ)在7种土壤上的吸附性质差异较大，其中广东红壤对Sb(Ⅴ)的吸附能力最强，河南潮土最弱，吸附等温线均为非线性，可采用Langmuir和Freundlich方程进行拟合。Sb(Ⅴ)在试验土壤中的吸附动力学研究结果表明，广东红壤吸附速度最快，吸附反应2h内可达到平衡，且吸附符合二级动力学方程。经过对吸附量和土壤理化参数的多元线性回归分析发现，土壤中游离态铁铝含量与吸附量的线性关系较好，Sb(Ⅴ)在不同土壤中的吸附量受土壤中的DCB提取态的铁铝含量控制。　　低Eh土壤对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和Sb(Ⅴ)的固定能力远大于对照土壤，且吸附固定过程中有部分As(Ⅴ)被还原为As(Ⅲ)，结果表明土壤中氧化铁形态对As和Sb在土壤中的固定有很显著的影响。低Eh土壤中有还原性Fe含量明显高于对照，并出现水溶性Fe(Ⅱ)离子，其浓度随As和Sb初始浓度的增大而减小。XPS，XANES，μ-XRF分析结果证实，除了淹水厌氧培养土壤比表面积增大导致As、Sb固定能力增大外，Fe-As或Fe-Sb沉淀生成也是固定能力增强于对照的重要原因。　　Fe2+存在对As、Sb在针铁矿上的吸附影响实验表明:较低初始浓度的Fe2+（0.1 mmol L-1）对As、Sb的吸附并没有明显影响，但初始浓度为1.0 mmol L-1的Fe2+时明显增大As、Sb的最大吸附量。高浓度Fe2+的存在对低初始浓度As、Sb的吸附等温线趋势影响不大，但当As、Sb初始浓度升高时吸附曲线出现了二次上升的趋势，溶液中Fe2+的浓度随针铁矿表面As、Sb的吸附饱和度增大而降低。当Fe2+存在时，针铁矿表面先吸附Fe2+，其表面正电荷增多，则As、Sb与针铁矿之间的静电引力增大;当Fe2+和As(Sb)的浓度达到能形成沉淀的浓度时，吸附体系中就有沉淀生成，从而导致吸附量增大。　　可见光作用下Sb(Ⅲ)可以在针铁矿表面被氧化成Sb(Ⅴ)，通过考察多种环境因子对该氧化过程的影响，发现pH作用较为明显，Sb(Ⅲ)的氧化效率随pH增大先减小后增大。光照条件下针铁矿生成的Fe2+释放到溶液中，作为芬顿反应的重要参与者，可以加剧反应进行;Sb(Ⅲ)在针铁矿上的光诱导氧化过程是吸附和氧化共同进行的过程，针铁矿对Sb(Ⅲ)有很强的吸附能力，对溶液中Sb(Ⅲ)去除率很高，且Sb(Ⅲ)被氧化成Sb(Ⅴ)可大大降低其对环境的危害。