腐殖酸(HS)和铁(氢)氧化物是土壤中重要活性组分,能大量吸附土壤中的重金属离子。它们控制着重金属离子的化学行为和形态分布,影响重金属离子在环境中的迁移、转化和生物效应。非理想竞争吸附-杜南(Non-ideal Compective Adsorption-Donnan,NICA-Donnan)模型、电荷分布-多位点络合(Charge Distribution-MUlti SIte Complexiation,CD-MUSIC)模型和配位电荷分配(Ligand and Charge Distribution,LCD)模型等化学形态模型,不仅能定量描述活性组分的金属离子(Men+)吸附行为,揭示吸附机制,还可计算Men+的形态分布,预测它们在土壤中的化学行为。尽管利用现有模型对许多重金属离子(如Cu(II)、Cd(II)、Zn(II)、Ni(II))的模拟与实验测定值比较一致,但对常见的重金属元素Pb(II)却例外,实验结果比模拟结果高很多。本论文以从山地草甸土(半水成土)提取纯化的HA与FA(标记为JGHA和JLHA)、棕壤(淋溶土)提取纯化的HA(标记为JLHA)、标准HA(标记为PAHA)和实验室合成的针铁矿为研究对象,以电位滴定和宏观吸附实验为基础,结合X-射线吸收精细结构(XAFS)技术,从单一体系到多组分体系,研究了HS、针铁矿和针铁矿-HS复合物的Pb(II)吸附行为;构建了Pb(II)吸附的化学形态模型,分析了Pb(II)的吸附机制和形态分布。主要结果如下:1.HS表面负电荷量随p H升高而增加;离子强度增大,进入静电层的补偿离子K+和共存离子NO3-浓度增大,电荷屏蔽作用增强,HS表面负电荷量增大。标准HA(PAHA)表面电荷量与土壤HAs相似,JGFA表面电荷量约为HAs的两倍。NICA-Donnan模型拟合p H-电荷曲线获取的样品专性质子吸附参数表明HS在位点密度、化学异质性、质子亲和能力和分子大小等性质上存在较大差异,而质子亲和分布曲线能直观揭示上述差异。通用参数可较好地预测PAHA表面的质子吸附行为,但该参数预测土壤HAs时发生偏离、并高估JGFA的质子吸附行为。采用土壤HAs样品专性参数Qmax,H1代替相应通用参数时,NICA-Donnan模型能较理想地预测质子在HAs上的吸附。2.腐殖酸的Pb(II)吸附量和DH/DPb摩尔交换比均随p H升高,离子强度减小而增大。Pb(II)浓度较低时,HAs的Pb(II)吸附强度强于JGFA,Pb(II)吸附受HS结构影响;Pb(II)浓度较高时,HAs的Pb(II)吸附量小于JGFA,Pb(II)受HS位点密度影响。-COOPb和-OPb是Pb(II)在HS上吸附时的主要形态,-COOPb随p H升高而减少,-OPb反之。模型拟合的样品专性Pb吸附参数能准确描述HS的Pb(II)吸附;但Pb(II)通用参数仅能合理预测PAHA的Pb(II)吸附,高估了土壤HS的Pb(II)吸附。用样品专性nPb1(0.92)代替通用nPb1(0.60)后,通用参数对土壤HAs的Pb(II)吸附的预测明显改善。模型样品专性吸附参数和XAFS结果表明,Pb(II)浓度较低时,Pb(II)主要以单齿配位吸附在羧基上;Pb(II)浓度较高时,Pb(II)可与HS上两个相邻的羟基或相邻的羧基和羟基形成双齿配位络合物。3.针铁矿表面电荷随离子强度和p H升高而增大,其PZC为9.1。Pb(II)在针铁矿上的吸附量随p H升高而增大。N-CD-MUSIC模型拟合结果表明针铁矿表面吸附的Pb(II)主要以-(Fe OIIH)2Pb+1.22,-(Fe OIIH)2Pb OH+0.22、-(Fe OIIH)2Pb+0.43、-(Fe OIIH)2Pb OHFe3OI-0.57、-(Fe OIIH)2Pb Fe2OIH+0.99和-(Fe OIIH)2Pb OHFe2OIH-0.01六种形态存在。低Pb(II)浓度时,Pb(II)主要吸附在[021]面,-(Fe OIIH)2Pb OHFe2OIH-0.01是主要的吸附形态;高Pb(II)浓度时,Pb(II)主要吸附在[110]面-(Fe OIIH)2Pb OH+0.22是主要的吸附形态。4.在p H