随着纳米科技的快速发展和纳米材料的广泛应用,纳米材料必然会通过各种途径释放到环境中,由于其具有独特的尺寸和表面性质,因此可能会对人类健康及生态环境构成潜在危害。纳米污染物作为新兴污染物的一种,除了其自身的环境行为值得研究,由于纳米物质具有的尺度效应及高吸附效能,它对其他污染物的迁移行为有何影响亦值得关注。从这两个方面出发,本论文选择具有广泛应用价值前景的新型碳纳米材料——氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）作为研究对象,研究了不同水化学条件对GO在模拟饱和土壤中迁移规律的影响,同时,研究了GO对重金属离子Cu²⁺的吸附特征,在此基础上,进一步探讨了不同的GO浓度和水化学条件下GO对Cu²⁺在模拟饱和土壤中运移行为的影响机制。通过测定GO/Cu²⁺穿透的沉积动力学曲线,结合数学模型和界面化学理论,分析其迁移沉积机理。主要研究结论如下:（1）以石墨、高锰酸钾和浓硫酸为原料,采用密闭氧化法成功制备了GO,并通过SEM、Raman光谱、XRD、FTIR、Zeta电位等方法对制备的GO进行形貌和结构的表征,说明制备的GO呈透明网状结构,具有褶皱,GO分子中C和O原子质量比为1.63,氧化程度比较高。GO结构中含有C=C键、C=O键、-OH、C-O-C键等含氧官能团,这些含氧官能团使得GO在水环境中具有良好的分散性,并能够与金属离子和有机物等发生吸附等作用。（2）Na-Ca离子组成影响实验表明二价Ca2+是影响GO在饱和石英砂填充柱中沉积的主要因素。不同离子强度（IS）条件下,Ca2+/Na+的摩尔浓度比（RCa:Na）对GO在饱和石英砂填充柱中迁移的影响效果不同:当IS较低（1 m M）时,三组不同RCa:Na条件下的GO沉积量无显著差别,RCa:Na分别为0、1和∞时,GO的最大出流比（（C/C0）max）分别约为0.800、0.736和0.676,这时压缩双电层是导致GO沉积的主要因素;当IS较高（10 m M）时,六组不同RCa:Na条件下的GO沉积量有明显不同,RCa:Na从0增加到∞时,GO的（C/C0）max从0.750降低到0.018,这时电中和作用和Ca2+离子与GO表面的羧基、羟基等官能团的桥接作用在GO沉积过程中起主导作用。DLVO相互作用能证明了这一结论。另外,对流-弥散-阻滞数值模型能够成功地模拟GO在饱和多孔介质中的迁移行为,相关系数R2≥0.85。本研究对预测GO在土壤-地下环境中的归趋具有重要意义,尤其当有复杂的水文地球化学反应改变阳离子组成的环境下,其意义显得尤为重要,这对全面正确评估GO的环境风险有重大意义。（3）GO与Cu²⁺的共迁移实验表明GO能够显著促进重金属离子Cu²⁺在饱和天然砂填充柱中的迁移。GO对水体中Cu²⁺的吸附性能强于天然砂介质,二者对Cu²⁺的最大吸附量分别为132.2和0.107 mg/g。在IS较低为1 m M时,当本体溶液中不加入GO时,Cu²⁺在天然砂柱中无穿透行为,均被天然砂吸附所滞留,但是随着本体溶液中GO浓度从40 mg/L增加到120 mg/L时,GO吸附的Cu²⁺的量随之增加,由于GO对Cu²⁺的吸附能力较天然砂强得多,因此,GO-F Cu(GO携带的Cu²⁺)共迁移能力相应地增强,Cu²⁺的（C/C0）max从0.121增加到0.573。但是,Cu²⁺的存在对GO的迁移无影响,GO几乎可以完全穿透;在本体溶液中GO浓度均为120 mg/L时,当IS从1 m M增加到1000 m M时,由于GO颗粒的双电层结构被压缩,静电斥力减弱,导致Cu-bearing GO的（C/C0）max从0.988减小到0,相应地,由于Cu²⁺的穿透主要是因为被GO吸附从而携带其发生共迁移流出砂柱,所以,当Cu-bearing GO被砂柱截留时,必然导致其吸附的Cu²⁺也被天然砂滞留,因此表现出Cu²⁺的（C/C0）max从0.573降低到0。运用DLVO相互作用能理论可以解释这一结论。对流-弥散-阻滞数值模型能够成功地模拟Cubearing GO和GO-F Cu在饱和多孔介质中的共迁移行为。研究结果表明在评估纳米材料的环境风险时,必须同时考虑其对其他污染物的影响以及多种污染物产生的复合污染。