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近年来,越来越多的地下水资源受到污染。纳米零价铁由于颗粒尺寸小,比表面积大,反应活性高,从而能有效地去除地下水中的重金属离子、氯化有机污染物和无机污染物;且纳米零价铁在多孔介质中具有非常强的流动性,注射到污染场地能进行直接修复,因此被广泛应用到环境原位修复上。尽管纳米零价铁能够快速去除环境中的各种污染物,但纳米零价铁在环境中的长期有效性、归趋、环境与健康风险等基本科学问题尚待解决。纳米零价铁在土壤和地下水环境中会发生物理、化学转化,从而改变其反应活性、迁移和归趋。因此研究nZVI在环境中的行为,即物理化学转化,具有科学意义和应用价值。关于纳米零价铁腐蚀老化已有大量研究,但经过改性的纳米零价铁的腐蚀老化并没有引起太多关注。针对上述问题,本文制备了纳米零价铁(nZVI)和羧甲基纤维素改性的纳米零价铁(CMC-nZVI)悬浮液,将其至于三种不同水环境(含氧去离子水、模拟地下水、腐植酸溶液)中进行0-90天的腐蚀老化实验研究,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR),扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和拉曼光谱法对腐蚀产物进行表征,分别观察产物的化学组成和结构变化。本论文的研究内容主要分为以下三部分:1、nZVI与CMC-nZVI在去离子水中进行有氧腐蚀老化。结果表明,nZVI/CMC-nZVI腐蚀产物的结构和化学组成随着老化时间而变化,但CMC包覆剂会降低nZVI的老化速率。nZVI老化90天后的主要腐蚀产物为磁铁矿(Fe304)和/或磁赤铁矿(γ-Fe203),而CMC-nZVI老化后核-壳结构变为针状结构,主要产物为结晶纤铁矿(γ-FeOOH)。此外,CMC含量越高,CMC-nZVI的腐蚀产物中存在更多的纤铁矿,表明CMC包覆剂可以影响铁氧化物的转化。2、nZVI与CMC-nZVI在模拟地下水中进行厌氧腐蚀老化。结果表明,nZVI/CMC-nZVI腐蚀产物的结构和化学组成随老化时间而变化。SEM图像显示,未老化nZVI的球形颗粒经过老化后转化为片状和针状结构,CMC-nZVI老化后形成一些片状结构的块状聚集体。与厌氧条件下nZVI和CMC-nZVI在去离子水中的老化产物(即磁铁矿/纤铁矿)相比,在模拟地下水中形成的次级产物比较复杂。从组成分析可以看出,nZVI和CMC-nZVI的主要腐蚀产物为磁铁矿、纤铁矿、氧化铁和碳酸氢氧化铁水合物/铁氧化物氢氧化氯,每种次生矿物的数量是不同的,此外,在nZVI的老化产物中出现了少量的碳酸钙,表明在nZVI腐蚀期间地下水离子可以影响次生矿物的形成。3、nZVI与CMC-nZVI在腐植酸(HA)溶液中进行厌氧腐蚀老化。结果表明,nZVI和CMC-nZVI老化产物的结构和化学组成随老化时间而变化,但CMC包覆剂会降低nZVI在HA溶液中的老化速率。与nZVI相比,CMC改性的nZVI在表面上吸附HA增强了静电排斥作用从而减少颗粒的团聚。磁铁矿和/或磁赤铁矿是nZVI在HA溶液中的主要腐蚀产物。nZVI老化后Fe(0)损失而磁赤铁矿与磁铁矿的比率增加,然而,CMC-nZVI从0天至90天的腐蚀产物中未发现磁赤铁矿,表明在HA溶液中CMC包覆剂可以影响铁氧化物的转化。此外,HA的存在不能抑制nZVI和CMC-nZVI的长期氧化。