纳米颗粒物是指至少在一维上尺寸在1~100 nm的晶态或无定形物质,其环境行为近年来已引起环境领域的广泛关注。纳米颗粒物具有大的比表面积和表面活性,可与水相中的污染物结合,增强污染物的迁移能力,被认为是影响化学污染物和生物利用度的关键因素之一。传统的污水处理方法没有设置对纳米颗粒物的特殊处理工艺,携带污染物的纳米颗粒物可能会脱离污水处理流程,对水环境造成潜在危害。因此研究污水中纳米颗粒物的特征及其对其他污染物的载带和吸附作用对于控制水质风险,保障水质安全具有重要意义。本研究选取城市污水处理厂各阶段出水,对其水中纳米颗粒物进行分离、识别与定量分析,并选择抗生素作为纳米颗粒物的载带与吸附对象,研究污水中不同粒径的纳米颗粒物对于抗生素的吸附特征及影响因素。研究结果如下:(1)构建了以非对称流场流分离技术为核心的污水中纳米颗粒的分离方法及条件优化。实际污水中纳米颗粒物的分离方法包括水样的采集与保存、水样预处理、非对称流场流分离污水中纳米颗粒物、不同粒径范围纳米颗粒的定量。利用非对称流场流技术优化污水中纳米颗粒物的分离结果表明:进样量为100μL、水平流流速1 mL/min、交叉流流速2 mL/min、洗脱时间为40 min、分离膜采用10 KDa再生纤维素膜,载流液使用10 mmol NaCl溶液时分离效果最佳。(2)研究实际污水中纳米颗粒物的分离、识别、定量分析及对抗生素的吸附特征和影响因素。结果表明:城市污水处理厂的传统生物处理方法难以去除污水中纳米级别的颗粒物;实际污水处理厂各阶段出水中分离出的纳米颗粒物的最大数量浓度分布的纳米颗粒粒径范围不同,进水和初沉池出现在40~60 nm,二沉池和初沉出现在60~80 nm,其中二沉池在60~80 nm范围分布的数量浓度最大,达6.32×10^6个/mL;对纳米颗粒物的在线紫外可见分光光谱检测发现,纳米级别颗粒物中,小粒径范围的纳米颗粒物是颗粒物中有机成分的主要携带者,通过三维荧光光谱分析其成分主要为香族蛋白质和微生物代谢产物通过EDS、TEM手段检测出纳米颗粒物中的主要元素为Si、Al、O;抗生素在不同粒径级别纳米颗粒上的分布不同,其中在60~80 nm粒径范围内的纳米颗粒物上的分布量最大。(3)考察了pH和离子强度对实际污水纳米颗粒尺寸分布以及对四环素吸附行为的影响。结果表明:pH和离子强度明显影响了污水中纳米颗粒物的尺寸分布及对四环素的吸附。当pH接近等电点及离子浓度增大时,纳米颗粒团聚行为明显,导致小粒径范围内的颗粒物数量分布减少,随着pH的升高,纳米颗粒的动态光散射粒径会先增大后减小,在pH=5时,各粒径范围的纳米颗粒物上对四环素的吸附量最大。吸附体系中的离子与四环素发生竞争吸附、较高的离子强度促进纳米颗粒的团聚是四环素在污水纳米颗粒上分布量降低的原因。本研究为实际污水中的纳米颗粒物的分离、定量提供了一套系统的分析检测方法,也为有效控制污水处理厂出水排放入水环境风险及采用对应的工程技术策略提供一定的理论依据。