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沉积物是持久性有机污染物的大储库,虽然在1974年禁止生产,但沉积物中的污染物仍然会通过释放作用进入到水环境中,威胁着人类的健康,所以治理沉积物污染已经成为一个热点话题。本论文应用5种炭质吸附剂(椰壳活性炭、木炭活性炭、原炭(未活化炭)、东海电厂灰、煤基活性炭),以多氯联苯(PCBs)为吸附质,利用仿生被动采样提取及测定吸附质,研究各炭质吸附剂的吸附动力学及等温曲线,探究炭质吸附剂的吸附原理,进而应用其中的煤基活性炭、椰壳活性炭、果壳、原碳为修复剂,进行实际污染沉积物(蒲河支流某河段)的治理与修复研究,为炭质吸附剂的应用提供理论基础。研究所得结论如下:(1)煤基活性炭、木质活性炭具有较高的比表面积,且以中孔及微孔为主,椰壳活性炭、原炭、东海电厂灰的比表面积较小,东海电厂灰以大孔为主,几乎没有微孔结构。本研究中使用5种炭质吸附剂都含有苯环及羟基基团,且所含有的官能团类似。三维荧光图谱显示,研究中使用的天然有机质(NOM)主要成分是富里酸,结合排阻色谱可以看出,其平均分子量在5000Da附近。(2)吸附动力学研究表明：准二级动力学能够很好的拟合5种炭质吸附剂对PCBs的吸附动力学过程(相关系数R2>0.99),说明吸附过程是一个多重而复杂的过程;研究发现以大孔为主的炭质吸附剂(如:东海电厂灰、椰壳活性炭、原炭)颗粒内扩散方程参数k值较大,Elovich方程参数b值较大,说明表观吸附速率快,达到平衡所需要的时间较短,快吸附到慢吸附转换过程不明显,其主要以表面吸附为主;以微孔和中孔为主的炭质吸附剂(煤基活性炭、木炭)孔隙较为发达,表观吸附速率小,快吸附到慢吸附转换显著,说明以内部吸附为主;NOM对炭质吸附剂吸附性能的影响实验表明,NOM的存在使得孔径不发达的炭质吸附剂(如:东海电厂灰、椰壳活性炭、原炭)表观吸附速率下降,快-慢吸附速率差距增大,而NOM对孔径较发达的炭质吸附剂(如:煤基活性炭、木炭)具有相反的作用。(3)吸附等温曲线研究结果表明,Freundlich吸附模型能较好的模拟实验数据(R2>0.6);吸附时间为1个月及12个月,孔隙结构较为发达的煤基活性炭和木炭活性炭的吸附量均大于其他炭质吸附剂,但吸附1个月时,这种差距不显著,而吸附12个月时差距较大,原因是,吸附1个月时,吸附并未达到平衡(吸附动力学研究得到同样的结论),分配系数(Kd)并不能体现吸附剂的实际吸附能力,吸附12个月时,吸附达到平衡,此时的Kd值能够体现吸附剂的实际吸附能力。短时吸附,NOM降低了 5种炭质吸附剂对PCBs的吸附容量,尤其是对椰壳活性炭、原炭、东海电厂灰的降低幅度较大;当吸附时间为12个月时,NOM对5种炭质吸附剂的影响均小,究其原因,短时吸附,NOM附着在炭质吸附剂表面(尤其是以中孔和大孔为主的吸附剂),竞争和堵塞作用阻碍了其对PCBs的吸附,随着时间的延长,PCBs分子能够穿越NOM,进而进入炭质吸附剂的内部孔道,NOM的影响大大降低。(4)现场试验表明,煤基活性炭对PCBs的治理效果最佳,治理效果顺序为:煤基活性炭>果壳活性炭>椰壳活性炭>原炭,此结果与实验室研究结果完全匹配。