地下水砷暴露造成的人体慢性砷中毒已引起世界范围的广泛关注，我国一些地区的地下水中普遍含有砷，严重危害人民的健康，而我国当前采用的除砷技术存在处理费用高、操作复杂等缺点，难以在经济落后的偏远农村普及。本文对廉价易得的零价铁(Fe<0>)金属材料在水中的除砷性能及应用等方面进行初步的研究，为开发经济、有效、操作简单的除砷技术提供依据。 采用理论分析、化学实验、XRD和FTIR等方法对Fe<0>除砷机理进行初步探讨，确定出不同条件下Fe<0>除砷的主要途径与特点。采用实验室批实验方法，研究Fe<0>对“苏打型”含砷水，特别是高浓度NaHCO<,3>条件下砷的去除效率及除砷动力学，初步评价“苏打型”含砷水中Fe<0>除砷的有效性，同时考察pH、DO、水温、水中竞争性阴离子(SO<,4><2->、NO<,3><->、H<,4>SiO<,4><0>、H<,2>PO<,3><->)对Fe<0>除砷效率的影响。最后通过实验室模型试验，分别考察缺氧与有氧系统中Fe<0>对“苏打型”模拟地下含砷水的长期除砷性能，对其应用的可行性与适用性进行初步的评价。 实验结果显示Fe-As-H<2>O体系中，当水中溶解氧充足时，砷的去除是Fe<0>表面铁氧化物的络合吸附作用与Fe(OH)<,3>的吸附共沉淀共同作用的结果，且两者作用大小相当；而对于缺氧水体，砷的去除主要Fe<0>表面铁氧化物的吸附络合作用，一定条件下，砷离子可能被还原为单质砷。对于“苏打型”含砷水质，Fe<0>对As(V)与As(Ⅲ)的去除遵循一级反应动力学，有氧条件下Fe<0>的除砷速率为缺氧条件下的上百倍；有氧条件下，Fe<0>对As(V)的去除率大于As(Ⅲ)，而在缺氧条件下，Fe<0>对As(Ⅲ)的去除率大于As(V)；缺氧条件下，pH大于8.0时，Fe<0>对砷几乎没有去除效果；HCO<,3><->的存在不会与砷酸根或亚砷酸根产生竞争性吸附而对Fe<0>的除砷效果与除砷速率产生影响，而H<,2>PO<,3><->、SiO<,3><3->的存在会由于竞争性吸附显著降低Fe<0>的除砷效率，NO<,3><->与SO<,4><2->的存在可以提高Fe<0>的除砷效率。 缺氧系统Fe<0>长期除砷性能试验的研究结果显示：对于pH值接近中性(7.3±0.2)、砷浓度约1 mg/L的“苏打型”含砷水(流速约1.13cm/min，空床接触时间为40min)，Fe<0>的穿透点及耗竭点动态除砷容量分别为0.52mgAs/gFe<0>、1.14mgAs/gFe<0>，可以采用Fe<0>作为PRB(Permeable Reactive Barrier)填料对砷污染地下水进行原位修复或处理。当pH值为碱性(8.4±0.2)时，Fe<0>几乎没有除砷能力，该技术不适用。 逐级充氧Fe<0>砂混合过滤系统不仅能有效去除水中的砷，而且装置操作简单，处理后水中砷、铁离子浓度、pH值均达到我国《生活饮用水卫生标准》中的要求，对于砷浓度约1 mg/L，NaHCO<,3>浓度分别为420 mg/L(7.25±0.25)与1200 mg/L (8.25±0.25)的模拟地下含砷水，穿透点(0.05mg/L)吸附容量分别为5.64mgAs/gFe<0>、4.79mgAs/g，浸出毒性实验结果显示，使用后的铁砂滤料可以直接填埋处理。Fe<0>有氧除砷系统除砷成本估算约为平均一年每人0.55～1.46元，特别适合在缺电、偏远、贫困的地下水砷污染地区家庭分散式饮水中推广应用。Fe<0>有氧除砷系统作为集中饮水除砷装置的应用也具有相当潜力，但装置的设计、充氧方式、铁砂配比、防堵措施等方面但仍需进一步研究。