兴仁县高砷煤矿区是黔西南高砷煤矿区之一。在自然氧化作用下,砷从含砷煤矿中释放出来后,经过一系列复杂的物理化学过程进入矿区周围的水体和土壤中,从而对周围环境造成污染。本文针对兴仁县高砷废弃煤矿区的砷污染及其自然净化过程,分别从酸性水体中的铁-砷自净体系以及硫-砷自净体系等两个不同方向的系统展开了研究和探讨,并且对前者进行了反应动力学研究。过程中,通过对水体进行采样分析,研究了该区域水体的水化学特征;通过沉积物红外光谱图的测定,探讨了矿山环境中铁离子对砷的净化影响及机理。得出以下结果:1.研究区水体呈现很强的酸性,主要源于黄铁矿风化氧化的结果。沉积物的红外光谱特征表明,沉积物中含α-FeOOH、γ-FeOOH、CaSO₄·2H₂O、CaCO₃和FeAsO₄·2H₂O。2.对铁除砷系统的正交试验结果表明,pH值和铁盐浓度对除砷率的影响比时间和温度的影响更加显著。3.氢氧化铁对砷的吸附试验表明,pH=4、n_Fe/n_As≥100时除砷效果显著。氢氧化铁对砷的吸附等温曲线符合Langmuir模型,并且用一元回归方程进行了分析,拟合系数达到了0.94。pH=4,室温条件下,氢氧化铁吸附砷的饱和吸附量约为28mg/g。4.氢氧化铁对砷的吸附符合Lagergren二级动力学方程,表明砷在氢氧化铁上的吸附主要是通过静电吸引、配位体交换和形成氢键等作用,自发的多层物理吸附和化学专性吸附过程,颗粒内扩散是吸附后期的主要速率控制步骤。S^2-和碳酸盐岩对砷的自然净化也起到了一定作用。