砷是一种自然界中普遍存在、具有高毒性和致癌性的非金属元素。长期接触砷，即使是低浓度的砷，也可以引起生物体的病变。粉煤灰中砷由于生物有效性和存在形态不同，其毒性差异也较大。总砷含量的测定已经不能满足对其进行准确毒性评价的要求，而砷生物有效性研究及形态分析可以为不同环境介质中砷的毒性评价提供更为科学的依据。同时，粉煤灰产量巨大，在评价粉煤灰中污染物生物有效性的基础之上，有望利用其较好的吸附性能，开发新型有效的砷去除材料。目前，去除水溶液中的砷的方法有很多，其中吸附法具有操作简单、处理效果好等优点，被广泛使用。用无机金属氧化物修饰粉煤灰做吸附剂是近几年来比较流行的方法。这种方法利用到粉煤灰的多孔性、比表面积大和吸附能力强等特点，同时又使粉煤灰变废为宝。
　　 该论文首先研究了粉煤灰中不同形态砷的生物有效性及其与粒径之间的关系，然后，以粉煤灰骨架成功合成制备了基于单元和多元金属氧化物修饰的复合材料，并采用扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射仪（XRD）等仪器对其形貌结构进行了表征。采用静态吸附实验较详细研究了复合材料对水体中无机砷酸根离子(As(Ⅴ))的吸附富集行为，并对其吸附机理进行了初步探讨。
　　 主要内容和结果如下:(1)粉煤灰中富集的砷含量与其粒径成反比，不同形态的砷含量对粒径变化的趋势与总砷大分布情况相似。不同粒径的砷含量与其铁锰氧化物含量分布呈线性相关;可提取态砷所占总砷含量的比例与铁锰含量存在显著线性相关性。(2)通过体外模拟实验，采用人体模拟肠胃液对粉煤灰中砷的生物有效性进行了考察，结果表明，粉煤灰中大部分的砷在胃液中溶出，少量的砷在肠液中溶出。胃液溶出砷和肠液溶出砷具有有很好的线性相关性，且随粒径变化趋势与总砷随粒径变化的趋势相似。(3)成功制备了一元无机氧化物（二氧化锰）修饰粉煤灰复合材料，并研究了其对水中As(Ⅴ)的吸附行为。结果显示，在2h以内吸附剂即可对As(Ⅴ)达到吸附平衡;最大吸附容量为7.9mg/g，除砷效率可以达到98％以上;大部分常见离子对砷去除没有明显影响，材料有较好的吸附选择性。(4)成功将锆锰复合氧化物负载到粉煤灰上，制备了二元氧化物修饰粉煤灰复合材料。此材料对水溶液中As(Ⅴ)表现出了非常强的吸附能力，最大吸附容量可达38.46mg/g。在pH=3，吸附剂用量为1g/L，震荡时间为2h，砷初始浓度为10mg/L时，吸附效率可达98％以上。所制备的材料除砷效果好，成本低廉，具有较好的应用前景。(5)通过SEM、EDS、TEM和XRD等仪器表征手段，结合吸附等温曲线拟合，吸附热力学、动力学计算，对复合材料吸附水中砷离子的吸附机理进行了初步探讨。