酸性矿山废水（acid mine drainage,AMD）的极端环境与离子丰度(富含Fe³⁺、SO₄^2-、（类）重金属)造就了特殊的铁羟基硫酸盐矿物——施氏矿物的形成。施氏矿物能够通过吸附或共沉淀固定水体和沉积物中的重金属,降低其迁移性与生物可利用性。然而,AMD富铁环境中Fe（Ⅱ）/Fe（Ⅲ）循环能够诱导亚稳态施氏矿物向更稳定的晶相转化,导致原先赋存的重金属发生再分配。以往研究多关注重金属负载对施氏矿物形貌与稳定性的影响,但对施氏矿物还原-重结晶过程耦合变价重金属环境行为的研究较少。厘清AMD环境中典型重金属在施氏矿物晶相转化过程中的再分配行为,可为降低AMD流域重金属二次污染提供理论支撑。为此,本研究以施氏矿物为对象,探究亚铁诱导还原-重结晶过程中重金属的再分配机制。制备负载不同重金属（包括稳定价态的镉（Cd（Ⅱ））,氧化还原活跃的铬（Cr（VI））、砷（As（V））、锰（Mn（Ⅱ））、钴（Co（Ⅱ）））的施氏矿物,结合离子色谱（IC）、X-射线粉末衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X-射线光电子能谱（XPS）、穆斯堡尔谱以及X射线精细结构光谱（XAFS）等手段对反应过程中溶液理化因子变化、晶相转化产物组成、次生矿物上重金属价态、重金属局域配位环境等进行了分析;表明在近中性偏酸条件下（pH 6.5）,亚铁诱导施氏矿物还原-重结晶的主导转化路径为“施氏矿物→纤铁矿→针铁矿”;负载的阳离子重金属（Cd、Mn、Co）的再分配表现为先解吸再固定在转化产物上,而含氧阴离子Cr、As则几乎没有发生迁移。主要结论如下:（1）探究了稳定价态镉在施氏矿物上的赋存行为及还原-重结晶过程中的再分配机制。在负载Cd阶段,施氏矿物与Cd的主导结合方式为表面羟基吸附。DLM模型显示Cd主要以≡Fe_（1）OCd⁺和≡Fe_（2）OCd⁺两种单齿络合物形式存在于施氏矿物表面。Fe（Ⅱ）诱导吸附Cd的施氏矿物还原-重结晶阶段,收缩核模型拟合结果显示外源亚铁（1 mM）通过将重结晶的速率控制步骤由表面反应控制（无Fe（Ⅱ））转化为内扩散控制,从而显著提升施氏矿物的溶解速率。晶相转化速率随Cd浓度增加而降低,同时过渡产物纤铁矿的积累量随之增多,转化产物为针铁矿和纤铁矿的混合物。推断吸附Cd的施氏矿物晶相转化路径为:施氏矿物→纤铁矿→针铁矿。Cd在施氏矿物表面的吸附阻塞了亚铁的进攻,是抑制二次成矿的主要原因。同时,Cd的再分配行为随施氏矿物溶解速率的加快而趋于明显。矿物快速溶解过程中（Fe（Ⅱ）1mM）,负载的Cd先显著释放而后再次被次生矿物再次固定。最终Cd主要以内层络合形式与次生矿物的羟基结合。（2）阐明了施氏矿物还原-重结晶过程耦合氧化还原活跃态铬和砷的再分配行为。在负载阶段,超过99%的AsO₄^3-和81%的CrO₄^2-被施氏矿物固定;CrO₄^2-的吸附机制以SO₄^2-交换为主,AsO₄^3-的吸附机制同时涉及表面羟基络合和SO₄^2-交换,但CrO₄^2-置换SO₄^2-的能力更强。CrO₄^2-、AsO₄^3-均能抑制施氏矿物的还原-重结晶过程,原因是CrO₄^2-、AsO₄^3-在负载过程中替代了SO₄^2-与Fe（Ⅲ）以更强吸引力结合,提高了施氏矿物的结构稳定性。反应30 d后,CrO₄^2--施氏矿物仍是唯一存在的矿物相,这是由于Cr（VI）和催化剂Fe（Ⅱ）的相互消耗以及Cr（Ⅲ）-Fe（Ⅲ）氢氧化物的覆盖（阻碍了Fe（Ⅱ）的攻击）共同抑制了晶相转化。而4 mM Fe（Ⅱ）条件下,AsO₄^3--施氏矿物经由纤铁矿转化为结晶度较差的针铁矿。反应过程中吸附态Cr和As几乎没有重新释放,Cr（VI）被还原为Cr（Ⅲ）;As（V）未被还原,同时As没有向液相发生迁移而是在主体矿物相上进行了再分配。（3）揭示了施氏矿物还原-重结晶过程中亚稳态锰、钴的稳定性与再分配机制。在负载阶段,Mn（Ⅱ）和Co（Ⅱ）没有发生价态变化。由于表面络合常数logK_Co>logK_Mn,使得Co（Ⅱ）在施氏矿物表面的吸附量大于Mn（Ⅱ）,同时对晶相转化的抑制效应也更强;相应地,Co在相转化过程中的迁移性较弱。Mn（Ⅱ）、Co（Ⅱ）与Fe（Ⅱ）在施氏矿物表面产生竞争性吸附,使Fe（Ⅱ）吸附量降低;同时Mn（Ⅱ）/Co（Ⅱ）羟基络合物的覆盖削弱了Fe（Ⅱ）/Fe（Ⅲ）之间的电子传递,共同导致了晶相转化速率降低。此外,Mn（Ⅱ）、Co（Ⅱ）的存在导致了不同的晶相转化路径,Mn（Ⅱ）-施氏矿物经由纤铁矿再转化为针铁矿;Co（Ⅱ）-施氏矿物则直接转化为针铁矿。Mn和Co的迁移行为主要与晶相转化程度有关,Fe（Ⅱ）诱导下矿物快速溶解促进了Mn、Co的重新释放,次生矿物的形成则有助于再次固定Mn和Co。X射线吸收近边结构谱（XANES）显示反应过程中,Mn（Ⅱ）、Co（Ⅱ）分别被氧化为Mn（Ⅲ）和Co（Ⅲ）。Mn、Co K边EXAFS谱拟合结果表明,30 d中Mn和Co的原子周边环境发生变化,最终Mn和Co主要以单齿单核和共边双齿双核的方式与新矿物相结合。