铁(氢)氧化物在土壤、沉积物和水相颗粒物中分布广泛,表面氧化还原活性高,以及电子输运能力强,对环境污染物(重金属和有机污染物)的地球化学过程起着重要的控制作用.相比于常见的针铁矿和赤铁矿等含铁矿物,磁铁矿在吸附-转化污染物方面具有一些独特的结构优势.本研究从表面羟基位密度的角度，考察类质同像置换对磁铁矿表面反应性的制约机制。表面位是指矿物表面上能够吸附或解吸一个质子的任一原子，或是在某一方面具有活性的微观表面原子基团，可用表面位密度（矿物单位表面积上表面位的个数）表示。本研究主要采用酸碱滴定法测定磁铁矿的表面羟基位密度。研究表明，天山、汉南、大庙等天然纯相磁铁矿具有较小比表面积（小于3m2·g-1）和相近的电荷零点（约7.0），它们催化分解H2O2，生成羟基自由基-OH的动力学过程符合零级方程，速率常数与天然磁铁矿的表面羟基位密度呈正相关。磁铁矿的表面羟基活性位能吸附H2O2，促进其分解生成-OH，并抑制-OH的淬灭效应。合成掺杂磁铁矿对Pb(Ⅱ)的吸附等温线符合Langmuir吸附模型，吸附体系离子强度对吸附量的影响不明显。类质同像置换明显增加了磁铁矿的表面羟基位密度，并与Pb(Ⅱ)在磁铁矿的单位面积饱和吸附量呈正相关。吸附量计算以及吸附产物的x射线吸收精细结构谱表征结果显示，磁铁矿对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)等重金属的吸附机理以双齿络合吸附为主。