地下水污染修复一直是环境地球化学领域的热点问题,其中三氯乙烯(TCE)毒性强、难降解、检出率高,是地下水中的优先控制污染物之一。针对TCE的污染,本文选择近年发展的纳米铁原位注射技术为研究对象,系统研究硫化纳米铁(S-nZVI)的各项性质,特别是对TCE降解的反应活性、细胞毒性和迁移能力,从而提出并实验证实了羧甲基纤维素(CMC)包覆S-nZVI能够更好实现地下水污染的原位修复。研究表明,S-nZVI具有Fe(0)-FeS的核壳结构,FeS具有良好的稳定性和导电性,能够保护电子源并加速电子转移,因此表现出比nZVI更高的反应活性。S-nZVI对TCE的降解活性与硫化比例有关,Fe/S最佳硫化比例为15,反应速率常数是nZVI的7倍。地下水中天然有机质、溶解氧、无机离子、pH值、温度等对TCE的降解具有一定影响,但对S-nZVI反应活性的影响远小于nZVI,S-nZVI表现出良好的降解TCE效果。nZVI硫化后形成的S-nZVI细胞毒性减弱,但仍具有一定的杀菌效果。由于天然有机质的存在,能够避免S-nZVI与细胞直接接触,会极大降低S-nZVI在环境中的毒性。尽管S-nZVI团聚效应相较于nZVI有所抑制,然而其分散性的提高仍不足以使其在饱和石英砂柱中迁移。为了实现S-nZVI的有效迁移,有利于到达目标区原位修复,本文使用羧甲基纤维素作为改性剂,成功制备了包覆型硫化纳米铁。除了分散稳定性显著提高,羧甲基纤维素改性硫化纳米铁还能够在饱和石英砂柱中有效迁移,其迁移能力随S/Fe、CMC的初始浓度和溶液粘度的增加而增强。环境中Cr(VI)、As(V)、Cu2+等共存重金属的吸附对羧甲基纤维素改性硫化纳米铁的分散稳定性和迁移性具有一定影响,这也降低了纳米铁携带重金属迁移造成二次污染的可能性。CMC的包覆对TCE降解存在轻微的抑制作用,但即使CMC浓度达到1 g C/L,羧甲基纤维素改性硫化纳米铁(2g/L)也能够在16 h内降解90%的TCE(0.1 mM)。因此羧甲基纤维素改性硫化纳米铁兼具良好活性与迁移性,能更好地应用于地下水污染原位修复。