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厌氧环境中的Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)循环过程是土壤中物质与能量转化的重要驱动力。在土壤中游离态亚铁(Fe(Ⅱ)aq)作用下，铁氧化物中的结构态铁(Fe(Ⅲ))与Fe(Ⅱ)aq发生Fe原子交换，使Fe(Ⅱ)aq吸附到铁氧化物表面或被氧化成Fe(Ⅲ)进入晶体结构中，作为转变后二次矿物的结构组成;而铁氧化物中部分结构态Fe(Ⅲ)则被还原成Fe(Ⅱ)，释放到溶液中，这一过程会对土壤中重金属污染物氧化还原转化、吸附、固定、释放等环境行为产生重要影响。本论文采用厌氧培养批处理，研究Fe(Ⅱ)aq作用下，铁氧化物晶相转变过程及其对重金属形态转化过程的影响。研究结果为深入揭示土壤环境中重金属的环境行为提供理论依据，为土壤重金属污染原位控制技术的开发提供科学依据。主要结果包括: (1)利用57Fe稳定同位素示踪方法研究厌氧条件下Fe(Ⅱ)aq驱动针铁矿晶相重组过程及该过程中砷的氧化还原及形态变化。结果表明，在只有针铁矿存在的对照处理中，针铁矿本身对As(Ⅲ)没有氧化作用，但83％的As(Ⅲ)被吸附到针铁矿表面。在Fe(Ⅱ)aq和针铁矿共存的处理中，Fe(Ⅱ)aq可与针铁矿中结构态Fe(Ⅲ)发生铁原子交换;As(Ⅲ)的存在降低了铁原子交换速率。同时，在Fe(Ⅱ)aq驱动针铁矿晶相转化过程中，77％的As(Ⅲ)被氧化成As(Ⅴ)，毒性降低;同时，有小部分吸附在针铁矿表面的As(Ⅲ)通过晶体包裹或Fe结构位取代的形式进入针铁矿结构中，从而降低了类金属As的活性。 (2)厌氧条件下，利用采用稳定Fe同位素示踪结合X射线衍射等光谱学表征手段研究Fe(Ⅱ)aq作用下水铁矿的晶相转变过程以及土壤污染重金属Pb共存下反应过程变化及Pb的环境行为。结果显示，Fe(Ⅱ)aq作用下水铁矿晶相转变过程中，重金属离子Pb(Ⅱ)通过与Fe(Ⅱ)的竞争性吸附，降低了水铁矿表面吸附态Fe(Ⅱ)，抑制了Fe(Ⅱ)aq与水铁矿中结构态Fe(Ⅲ)之间的Fe原子交换，最终降低水铁矿晶相转变速率并改变水铁矿晶相转变途径。无Pb(Ⅱ)时，水铁矿最终转变为针铁矿和磁铁矿;Pb(Ⅱ)影响下，转变产物主要为纤铁矿，部分为针铁矿和磁铁矿。在水铁矿晶相转变过程中，部分吸附到氧化铁表面的Pb(Ⅱ)通过晶体包裹或Fe结构位取代，被形成的氧化铁结构化固定，从而降低了重金属Pb(Ⅱ)的活性。 本论文对Fe(Ⅱ)aq作用下铁氧化物矿物相重组耦合重金属形态过程的系统认识，是对土壤铁循环及其环境地球化学过程的重要补充。包括水铁矿、针铁矿等土壤中的次生氧化铁矿物，在厌氧土壤条件下，通过与Fe(Ⅱ)aq的相互作用，自生的矿物相可发生重组，水铁矿等结晶度低的矿物，转变成结晶度相对较高的矿物。Fe(Ⅱ)aq作用铁氧化物矿物相转变过程中，可对共存的重（类）金属形态产生重要影响，可在一定程度上降低重（类）金属的环境活性。在重金属污染土壤中，调控土壤环境条件，促进Fe(Ⅱ)aq作用下铁氧化物矿物相转变的发生，可使活性较高的游离态重金属向吸附/固定态等低活性态转变，从而降低土壤中污染土壤毒害性。因此，本文结果可为土壤污染重金属原位控制提供重要的科学依据。