有机质对纳米材料吸附重金属的影响及机理

纳米材料潜在的环境和健康危害是当前各相关研究领域关注的热点问题之一。纳米材料对重金属离子等有毒物质的吸附不仅是其作为吸附剂在污染治理中应用的关键，且可能加剧纳米颗粒的毒性和生态风险，并影响重金属的环境行为。环境中普遍存在的有机质会影响纳米材料对重金属的吸附及纳米颗粒的环境行为和生物生态效应，是纳米材料和重金属环境影响评价的关键，是纳米技术持续发展需要研究的重要基础课题。本项目拟建立相关的方法和手段，在研究有机质与纳米材料的相互作用基础上，深入研究有机质对纳米材料吸附重金属的影响，重点探讨有机质、纳米材料和重金属共存时的环境复合行为及相互作用机制，建立有机质、纳米材料和重金属结构性质与吸附行为间的关系规律，为搞清纳米材料的环境行为、毒性和健康危害提供基础数据和理论依据，为纳米材料在污染治理中的成功应用提供技术支持，并为管理潜在的纳米技术环境风险提供对策，以促进我国纳米技术和产业的持续发展。

环境中普遍存在的有机质会影响纳米材料对重金属的吸附及纳米颗粒的环境行为和生物生态效应，是纳米材料和重金属环境影响评价的关键，是纳米技术持续发展需要研究的重要基础课题。本项目深入研究了胡敏酸及模拟腐殖酸（表面活性剂）在纳米材料上的相互作用机制、胡敏酸和表面活性剂对纳米颗粒悬浮团聚行为的影响及机制、纳米材料对重金属离子的去除机制和胡敏酸组分结构/碳纳米材料性质结构对其复合物吸附重金属离子的影响及机制等内容，发现腐殖酸能通过功能团的配合交换作用选择性吸附到纳米材料上，但腐殖酸不能在没有超声等的强烈搅动下分散悬浮碳纳米材料；发现碳纳米材料和氧化物纳米材料对重金属离子几乎没有吸附能力，探明了造成很多研究者认为纳米材料具有高效吸附重金属离子能力假象的原因是重金属离子的沉淀作用，但天然有机质能吸附重金属离子并提高纳米材料对重金属的吸附，从而影响重金属离子在环境中的迁移转化行为。项目研究成果为评价纳米材料作为环境吸附材料的有效性提供了理论依据，也为评价纳米材料及重金属的环境风险和生态健康提供了理论依据。本项目研究至今已完成论文14篇，11篇已在Environ Sci Technol、Langmuir、Environ Pollut等国内外期刊上发表，在国内外会议上做学术报告9人次。