随着采矿、冶炼等现代工业活动和富硒产业的发展,硒在水体中的富集已经成为不可忽视的有毒污染物之一,与其它共存的污染物如抗生素和重金属等构成了复杂的水污染体系,威胁人体健康。纳米零价铁（nZVI）是一种低毒高活性的还原剂,可还原固化水体中的亚硒酸盐（Se（Ⅳ））,但易团聚、易氧化失活的特性制约其在水处理中的实际应用。为此,本文以海洋废弃生物质——虾壳为原料,热分解获得氮掺杂多孔生物炭（NBC）,并原位合成纳米零价铁制备纳米零价铁/氮掺杂生物炭复合材料（NBC-nZVI）。利用NBC优异的电化学性能提高nZVI的反应活性和电子利用率,进而强化Se（Ⅳ）的去除能力;同时,利用NBC作为炭材料对有机污染物（如抗生素）的吸附功能,有望实现对富硒养殖废水中对潜在的硒和抗生素同时去除。此外,针对富硒种植中潜在的Se（Ⅳ）和镉（Cd（II））共存危害,对nZVI进行硫化改性,制备纳米硫化零价铁/氮掺杂生物炭（NBC-S/nZVI）。通过硫活性位点对Cd（II）的固化和nZVI对Se（Ⅳ）的还原,应用于水体和土壤中Se（Ⅳ）和Cd（II）的同步去除。基于此,主要研究内容和结论如下:（1）采用原位液相还原法在NBC上原位合成nZVI,获得NBC-nZVI。采用X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜分析（SEM）、透射电镜分析（TEM）、比表面积及孔容度测定（BET）和X射线光电子能谱分析（XPS）等手段对NBC-nZVI的组成与结构进行表征,证明nZVI成功负载于NBC上。对比研究NBC-nZVI与nZVI对Se（Ⅳ）的去除性能,并结合Zeta电位和电化学分析等技术考察其去除过程的物化性质变化。结果表明,NBC提高材料表面电势促进Se（Ⅳ）在其表面的富集,提供质子进而促进Se（Ⅳ）与nZVI的反应;另外,NBC为nZVI与Se（Ⅳ）间的反应提供额外电子传输通路,促进电子转移,进而同步提高nZVI的反应活性和电子利用率。在初始p H为3.0条件下,NBC-nZVI的反应速率和电子利用率分别比nZVI提高了143.4%和10.1%,最终使其单位Fe（0）对Se（Ⅳ）的去除能力比nZVI提高了26.4%。（2）针对养殖废水潜在的Se（Ⅳ）和抗生素共存污染,采用NBC-nZVI同时去除水体中的Se（Ⅳ）和环丙沙星（CIP）。结果表明,NBC-nZVI对单组分CIP的吸附量高于NBC和nZVI（初始p H为7.0的条件下,NBC-nZVI的吸附量分别为NBC和nZVI的1.21和1.55倍）;同时,在双组分体系中,CIP未明显影响NBC-nZVI对Se（Ⅳ）的去除能力,但Se（Ⅳ）可强化NBC-nZVI对CIP的吸附能力。进一步采用H2O2处理NBC-nZVI-CIP-Se（Ⅳ）体系,由于H2O2强化nZVI表面的更新并产生更多的Fe3+/Fe2+,这有利于Se（Ⅳ）的还原和CIP的降解,实现在45 min内去除90%以上的CIP和Se（Ⅳ）。（3）针对富硒种植中潜在的Se（Ⅳ）与Cd（II）共存污染,采用硫改性和纳米零价铁合成同时进行的工艺制备NBC-S/nZVI,采用X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜分析（SEM）、Raman和X射线光电子能谱分析（XPS）等技术表征产物的结构。系统研究其在单组分系统和双组分系统中对Se（Ⅳ）和Cd（II）的净化行为和影响因素。结果表明,S2-是固化Cd（II）的主要位点,提高硫化程度可促进NBC-S/nZVI对Cd（II）的去除能力,但高硫化程度导致零价铁含量下降,一定程度抑制其除Se（Ⅳ）性能;S/Fe摩尔比为0.3条件下制备的NBC-S/nZVI对Se（Ⅳ）与Cd（II）均有优异的去除能力,在单金属体系中的吸附量分别可达223.2和164.3 mg/g;与单金属体系相比,双金属体系中Se（Ⅳ）可提高NBC-S/nZVI对Cd（II）的固化速率,但降低其吸附量,而Cd（II）可强化NBC-S/nZVI对Se（Ⅳ）的净化速率和能力。综上所述,本论文提出以NBC作为nZVI的载体,构建具有NBC功能和nZVI功能的复合材料,利用两者间的协同作用实现同步高效净化水体中的Se（Ⅳ）和可能共存的CIP。另外,对NBC-nZVI进行硫化改性,获得用于固化Cd（II）的S2-活性位点,实现对水体中的Se（Ⅳ）和Cd（II）同步净化。这些研究以海鲜废弃虾壳为原料,针对性的处理富硒产业的潜在污染,不仅为海鲜废弃生物质的高值化利用提供新途径,也为富硒产业的潜在污染治理提供理论和技术支持。