铁锰氧化物是土壤的主要成分之一，具有较强的吸附能力和氧化能力，是调控土壤中的重金属离子形态和生物有效性的主要因素之一。本文分别选取了土壤成因的铁锰结核和生物成因的水稻根表铁氧化物膜，以重金属镉和污染元素砷作为研究对象，主要探索了土壤成因的铁锰结核对镉、磷和不同形态砷的吸附和氧化机制，以及生物成因的水稻根表铁氧化物膜对砷的吸附能力和氧化还原能力的影响效应。整个论文分为三个部分，主要研究结果如下： 一、五种国内常见的铁锰结核，研究其对镉和磷的吸附特性，以及预吸附磷后对镉吸附的影响，结果表明，五种铁锰结核对镉和磷的吸附能力跟铁锰结核的成分和pH缓冲能力有关；磷在铁锰结核上的预吸附对镉的吸附几乎没有影响，其可能是由于铁氧化物倾向于吸附磷酸盐而锰氧化物倾向于吸附镉离子造成的。 二、研究了在pH值和平衡浓度的共同作用下，铁锰结核对三价砷和五价砷的吸附机制。在研究的pH范围内，三价砷和五价砷的吸附量类似；三价砷吸附后，溶液中没有检测到三价砷和铁，同时溶液中锰的量随吸附量的增加而增加，这说明只有锰矿物被三价砷还原溶解；其后研究了铁锰结核预吸附腐植酸后对三价砷吸附的影响，发现有机质能显著降低三价砷的吸附和氧化。 三、本部分以沉积了铁氧化物膜的水稻根系为研究对象，研究了根表有铁膜包被的离体水稻根系对外部溶液中三价砷和五价砷吸收动力学的影响机制，以及磷和砷在铁膜上的竞争作用。结果表明，铁膜的存在，促进了三价砷的吸收，而抑制了五价砷的吸收。在去除铁膜沉积的情况下，磷酸根显著的抑制了五价砷的吸收，然而，在有铁膜的情况下，这种抑制作用变得不明显，这可能是由于磷不仅和五价砷在根表细胞膜有竞争吸收，也抑制了铁膜对五价砷的强烈吸附作用。进一步的试验研究了溶液pH值对根系吸收砷的影响，结果表明在pH5.0到pH7.0范围内，根系吸收砷的能力无显著差异。