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锑(Sb)与砷（As）同为元素周期表第五主族元素。与As一样，Sb可干扰生命体新陈代谢，具有一定的生物毒性。Sb在环境中常以Ⅲ、Ⅴ两种价态存在，且Sb(Ⅲ)毒性强于Sb(Ⅴ)。Sb因具有阻燃性强、硬度大等特点而被广泛应用于二极管、电池、阻燃剂等工业生产中。我国锑产量位居世界之首，锑矿的开采和冶炼致使冶矿区及周边土壤遭受严重锑污染，对矿区居民的健康造成一定的威胁。土壤中的铁氧化物因具有表面功能基团多、丰度大等特点，对Sb在土壤中的迁移转化有着显著影响。土壤中的锰氧化物虽然数量不及铁氧化物，但具有氧化能力强、比表面积大等特点，因此也对土壤中Sb的转化归趋产生一定影响。由于土壤中Sb主要以Sb(Ⅴ)形式存在，本论文首先开展了Sb(Ⅴ)在不同理化性质土壤上的吸附实验，探究不同理化性质土壤对Sb吸附行为的影响及差异，以期发现影响Sb在土壤中吸附行为的重要因子。为了深入了解铁锰氧化物对Sb迁移转化行为的影响机制，本论文将电荷分布多位点络合模型(CD-MUSIC: chargedistribution and multisite surface complexation)、扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS: extended x-ray absorption fine structure)、密度泛函理论(DFT:densityfunctional theory)相结合探究针铁矿不同晶面上Sb的结合机制，并计算其结合力大小;采用搅拌-流动动力学方法与透射电子显微镜(TEM: transmission electronMicroscope)等探究弱酸性以及弱碱性条件下Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)在δ-MnO2和碱性水钠锰矿(TrBir: triclinic birnessite)上的吸附、氧化行为，研究不同性质的氧化锰对Sb的吸附及氧化的行为影响及其作用机制;最后将傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR: attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy)、搅拌-流动动力学方法、DFT、能量弥散X射线分析(EDX: energy dispersive X-raydetector)等手段相结合，探究δ-MnO2氧化Sb(Ⅲ)反应的钝化机制;氧化过程中生成的Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅲ)扮演的角色;氧化产物Sb(Ⅴ)和δ-MnO2的结合方式及各种结合方式的相对强弱。研究结果如下: (1)基于批平衡实验考察了Sb(Ⅴ)在不同性质土壤上的吸附行为，发现不同性质的土壤对Sb(Ⅴ)的吸附能力存在很大差异，在供试土壤中，兴化沼泽土(60～80 cm)吸附量最高，是吸附量最低的韶关赤红壤的10倍。土壤理化性质显著影响Sb(Ⅴ)的吸附量，对土壤理化性质和土壤吸附能力（吸附量和分配系数）进行相关性分析后发现，Sb(Ⅴ)吸附量与土壤中水合金属氧化物含量，尤其是氧化锰含量，以及阳离子交换量(CEC)、溶解性有机碳(DOC)、全磷(P)含量显著相关。我们对土壤众多性质进行主成分分析，并对各主成分与吸附能力之间进行多元逐步回归分析，分析结果表明土壤富铁铝化程度、氧化锰、全磷等因子可解释吸附量回归模型变异的75％。 (2) Sb(Ⅲ)在针铁矿表面的吸附量受pH影响不大，而Sb(Ⅴ)在针铁矿表面的吸附量却受到pH显著影响，具体表现为pH升高，吸附量降低。针铁矿对Sb(Ⅲ)吸附能力强于Sb(Ⅴ)。支持电解质浓度对吸附量不显著，说明Sb在针铁矿表面形成内圈络合结构。EXAFS和DFT结果共同表明，Sb(Ⅲ)可在针铁矿表面形成双齿双核、单齿单核、双齿单核络合物，与针铁矿平均结合能为-22.4 kcal mol-1，Sb(Ⅴ)可在针铁矿表明形成双齿单核、双齿双核、三齿双核、三齿四核络合物，与针铁矿平均结合能仅为-4.56 kcal mol-1，Sb(Ⅴ)的低结合能解释了为何Sb(Ⅴ)比Sb(Ⅲ)迁移能力更强。 (3)Sb(Ⅴ)在δ-MnO2和TrBir两种氧化锰表面的吸附主要发生在氧化锰边缘位点上。由于δ-MnO2晶型弱，具有更多的吸附位点，因此吸附量显著高于TrBir。电解质浓度越高，吸附量越大，说明Sb(Ⅴ)在两种氧化锰表面发生内圈吸附。低pH条件有利于Sb(Ⅴ)的吸附。通过TEM观察可知Sb(Ⅲ)在TrBir边缘位点发生氧化，δ-MnO2对Sb(Ⅲ)氧化能力显著强于TrBir，TrBir在氧化Sb(Ⅲ)反应中发生了钝化现象，造成钝化现象的原因可能为:TrBir中Mn(Ⅲ)含量高、表面位点易被产物覆盖。两种氧化锰对Sb(Ⅲ)吸附量均高于Sb(Ⅴ)，这是由于氧化锰氧化Sb(Ⅲ)过程中释放大量新鲜位点且生成的Mn(Ⅱ)可促进Sb(Ⅴ)吸附所致。(4)δ-MnO2对Sb(Ⅲ)具有很强的氧化能力，然而随着反应的进行氧化反应会发生钝化现象，δ-MnO2表面的Sb主要是Sb(Ⅴ)。TEM结果表明，氧化反应产生的Mn(Ⅱ)和Sb(Ⅴ)在δ-MnO2表面生成了沉淀，这可能是造成钝化的一个因素。其次，氧化反应的中间产物Mn(Ⅲ)氧化能力弱于Mn(Ⅳ)位点、氧化反应的最终产物Mn(Ⅱ)和Sb(Ⅴ)堵塞反应位点，都可能会造成氧化反应钝化。解吸实验表明，Sb(Ⅴ)可通过Mn(Ⅱ)形成的阳离子桥结合在δ-MnO2表面，但桥连结构很不稳定。Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅲ)均促进了Sb(Ⅴ)的吸附。氧化反应生成的Sb(Ⅴ)固定在δ-MnO2表面的方式有:与Mn(Ⅱ)形成沉淀、与Mn(Ⅳ)位点结合、与Mn(Ⅲ)位点结合、通过Mn(Ⅱ)阳离子桥结合。ATR-FTIR光谱表明，氧化反应结束时Sb(Ⅴ)和Mn(Ⅲ)位点相结合或形成锑酸锰沉淀。 对Sb在铁锰氧化物表面迁移转化机制的阐述可深化对Sb在土壤中迁移转化行为的理解，且有利于土壤中Sb污染风险评估的开展。