原生高砷地下水是当前国际社会面临的严重环境地质问题之一。我国是受慢性砷中毒危害最为严重的国家之一,尤其在内蒙河套平原。高砷地下水主要赋存于还原条件下,铁、锰氧化物或氢氧化物的还原性溶解以及伴随的As(V)的异化还原是导致地下水砷富集的主要原因。然而,原位环境中不同铁氧化物矿物吸附态砷的迁移转化特征和机理却并不清楚。论文以河套平原为研究区,利用现场原位批实验和柱实验,揭示原位地下水条件下不同铁氧化物矿物吸附态砷的释放特征、机理和影响因素,具有一定的理论创新性和实际工程意义。原位静态批实验和原位柱实验均表明,铁氧化物类型决定砷的释放规律,水铁矿中砷的释放前期以解吸附作用为主,后期以还原性溶解和As(V)异化还原为主;针铁矿和赤铁矿以砷的解吸附和As(V)异化还原为主。砷释放量占总砷比例为:水铁矿≈针铁矿>赤铁矿。氧化还原环境控制砷的迁移,还原环境促进水铁矿的还原性溶解和As(V)异化还原释砷。磷酸根、硅酸根和溶解性有机碳为主要竞争离子,促进砷的解吸附。水铁矿矿物转化作用有利于砷向地下水中迁移。水铁矿转换成纤铁矿和针铁矿,同时生成次生矿物马基诺矿和菱铁矿,相比于水铁矿,次生矿物与砷的结合能力降低,促进As的释放。有机物的加入促进砷的迁移转化能力。天然有机物的加入降低铁氧化矿物的比表面积,促进As-Fe-FA络合物的生成,增加砷的迁移能力;醋酸钠的加入抑制As(Ⅲ)的吸附,影响微生物活动,从而提高出水中As(Ⅲ)的浓度。地下水化学条件和有机碳类型决定柱中的微生物群落结构。高砷地下水微生物丰富度和多样性低于砷地下水高;从进水口到出水口微生物群落多样性减少,Hydrogenophaga、Comamonadaceae、Pseudomonas种群比例逐渐减低,Flavobacterium种群比例逐渐上升。Pseudomonas、Flavobacterium与砷的释放关系最为密切;天然有机物增加了微生物的多样性,改变生物群落结构,促进还原环境的生成提高铁氧化物吸附态砷的迁移能力。