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天然和人工铁基纳米矿物颗粒广泛存在于环境中,当这些铁基纳米颗粒在水体中运移时,一定会与同样普遍存在于水体环境中的天然有机质相互作用,从而影响其自身及附着的污染物的地球化学行为。本文利用多种表征技术手段,对天然有机质与铁基纳米颗粒的吸附和团聚行为进行深入研究,特别是定量化厘清吸附到纳米颗粒上的天然有机质中哪些物化性质(吸附量、分子量、吸附层厚度、芳香性、官能团等)是影响团聚行为的主要因素。本研究对于判断和预测自然环境系统中铁基纳米颗粒的迁移性、稳定性以及归趋等地球化学行为具有指导意义。本文第一部分内容结合本人硕士论文的部分成果,进一步对广泛用于地下水污染修复的纳米零价铁与两种天然有机质(腐殖酸,SRHA;富里酸,SRFA)的相互作用进行研究。结果表明,纳米铁虽然对两种天然有机质的总吸附量是相同的,但是对不同天然有机质的选择性吸附行为却不同;这种选择性吸附的不同并没有影响天然有机质对纳米铁团聚的抑制程度,这是由于被吸附的天然有机质分子量相差不大,或者是因为总吸附量是控制团聚的主要因素所导致的。本文第二部分内容研究不同种类及浓度的天然有机质对天然存在的水铁矿纳米颗粒团聚行为的影响。结果表明,天然有机质会通过空间位阻作用抑制水铁矿在NaCl中的团聚却通过桥接作用促进其在CaCl2中的团聚。天然有机质的浓度对团聚的影响也非常大,在NaCl溶液中,当天然有机质浓度较低时,水铁矿的团聚由于补丁电荷作用被极大程度的促进;而当浓度较高时,水铁矿的团聚又会因为空间位阻作用而受到很大程度的抑制。最后,本文利用分子量截留超滤膜将天然有机质分成不同分子量的组分,以此来探究天然有机质控制水铁矿团聚的主要机理及因素。结果表明>3kDa的SRNOM组分可以通过空间位阻作用抑制水铁矿的团聚,并且分子量越大抑制作用越明显;而<3 kDa的组分则由于无法完全覆盖在水铁矿的表面,而在表面产生类似补丁状的正负电荷分布,从而急剧加速水铁矿的团聚。多种表征手段证明,天然有机质的吸附量和分子量是影响水铁矿团聚的最主要因素。