磷是一种重要的生命元素,其含氧阴离子是水体中的一类重要的无机含氧阴离子。过量的磷能导致水体富营养化,一旦进入水环境,不能被生物降解,将通过一系列物理化学作用进行迁移转化,参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程,最终以一种或多种形态长期存留在环境中,造成永久性的潜在危害。天然有机质与磷酸盐在金属水合氧化物表面的竞争吸附作用可能会强烈地影响磷酸盐的溶解性和流动性,继而影响到磷酸盐在环境中的迁移、转化和归趋。本论文通过一系列的静态吸附实验来探索不同的实验条件如pH值、离子强度、吸附时间和吸附质的添加顺序对磷酸盐和天然有机质富里酸(FA)/腐殖酸(HA)在典型金属水合氧化物针铁矿/水界面竞争吸附的影响。同时借助原位ATR-FTIR测试技术,研究磷酸盐和FA、HA分子在针铁矿表面的相互作用机制。实验结果表明,酸性条件有利于磷酸盐和FA、HA在针铁矿表面的吸附,FA和HA的加入会使磷酸盐在针铁矿表面的吸附平衡时间由4h延长至48h。溶液离子强度的增加对磷酸盐和FA/HA的吸附有较小的影响。实验条件下,FA的加入会大大降低磷酸盐在针铁矿表面的吸附量,相比于FA体系,HA的加入对于磷酸盐在针铁矿表面吸附量的影响相对较小。在所研究的pH值范围内,磷酸盐的加入能导致富里酸在针铁矿表面的吸附量大大降低,而对腐殖酸吸附量的影响则表现为两种情况:pH值较低时影响很小,pH值较高时影响较大。吸附质的添加顺序对竞争吸附行为也有影响,先添加有利于其吸附,后添加不利于其吸附,添加顺序的不同对于磷酸盐/富里酸体系的影响更大。采用拟一级和拟二级动力学模型对动力学数据进行了分析,发现拟二级动力学模型拟合得更好。采用Langmuir和Freundlich吸附等温式对平衡实验数据进行了拟合,发现等温吸附数据与Langmuir吸附等温式拟合结果很好地吻合。原位ATR-FTIR测试结果表明,富里酸/腐殖酸的加入,不仅影响磷酸盐在针铁矿表面的吸附量,还会影响磷酸盐的表面形态,特别是在低pH值时,FA或HA的存在能导致磷酸盐在针铁矿表面的结合形式由双齿络合物(FeO)₂PO₂向单齿络合物(FeO)PO₃转变。FA和HA在针铁矿表面的结合方式主要为外层络合,其形态不受磷酸盐加入的影响。磷酸盐和FA/HA在针铁矿/水界面产生竞争吸附的主要原因是它们对于针铁矿表面吸附活性点位的竞争,同时,静电和FA/HA的空间位阻效应也对竞争吸附体系产生了重要的影响。