纳米零价铁（nZVI）具有良好的还原活性和吸附性能,已在土壤和地下水污染修复中应用。黏土矿物和溶解性有机质（DOM）广泛分布于自然水体。它们是土壤和沉积物的主要组分,对土壤的性质和生态功能具有重要的影响。nZVI进入环境后会与黏土矿物和DOM相互作用,影响它们的化学性质以及nZVI的形态和功能。因此,本论文首先研究了3种不同性质nZVI(20和100 nm的nZVI以及表面修饰羧甲基纤维素钠（CMC）的20 nm nZVI(nZVI_cmc))与2种黏土矿物（高岭石和蒙脱石）和2种不同来源DOM（腐殖酸和富里酸）的相互作用,探讨了nZVI与黏土矿物异相团聚的机理以及nZVI选择性吸附对DOM化学稳定性和nZVI形态转化的影响,解析了nZVI与黏土矿物异相团聚对有机碳组分的固定作用,并模拟研究了nZVI在12种土壤中的形态转化及对土壤理化性质的影响。主要研究结果如下:（1）研究了nZVI与黏土矿物在不同p H与质量比条件下的异相团聚过程和机理。在中性和碱性条件下,路易斯酸碱作用控制着nZVI与黏土矿物界面反应,而在酸性条件下,静电作用、路易斯酸碱作用和范德华力作用共同影响着两者的界面反应。碱性条件下,nZVI与黏土矿物的团聚主要以边吸附为主,而中性和酸性条件下两者团聚即有边吸附也有面吸附。中性条件下,nZVI浓度相对较低时以小团聚体形式主要吸附在黏土矿物边缘,随着nZVI浓度的增加,小团聚体进一步吸附桥联更多nZVI,形成大团聚体,并逐渐延伸到黏土矿物面上。（2）研究了nZVI选择性吸附DOM及其对两者化学稳定性的影响。富含羧基和羟基官能团的大分子（>3 k Da）脂肪族碳氢化合物可以通过配体交换作用优先吸附在nZVI表面,小分子不饱和氨基酸和醌类芳香族化合物难被吸附而残留;表面修饰CMC会抑制nZVI吸附DOM。由于水中残留态DOM对溶出铁离子的络合作用以及表面吸附态DOM醌酮类组分的电子传递作用,DOM可以加速nZVI核-壳结构中Fe⁰内核的氧化。与原始DOM相比,nZVI表面吸附态有机质的化学稳定性更高,而nZVI吸附后水中残留态DOM的化学稳定性相对较低,更易被KMn O₄化学氧化和光化学降解。（3）研究了nZVI和黏土矿物在DOM溶液中的异相团聚与吸附行为。在DOM溶液中,裸露nZVI易与蒙脱石形成异相团聚体,而nZVI_cmc更易和高岭石团聚。与黏土矿物相比,裸露nZVI与黏土矿物形成的异相团聚体促进吸附固定DOM,而nZVI_cmc与黏土矿物作用抑制吸附固定DOM。DOM溶液中芳香性碳更易吸附在nZVI-黏土矿物团聚体表面,而nZVI-蒙脱石团聚体优先吸附芳香性大分子量的有机碳。nZVI和黏土矿物的异相团聚和竞争吸附会影响两者表面吸附固定DOM组分,两者形成的异相团聚体决定对DOM组分的固定作用,与两者添加顺序无关。（4）研究了nZVI在12种土壤中混合培育60天期间的形态转化及对土壤理化性质的影响。添加nZVI会增强固定土壤中芳香性碳,降低土壤氧化还原电势,而对土壤p H、电导率、Zeta电位等指标的影响取决于土壤类型和含水率。与淹水状态相比,土壤含水率为70%条件可以加速nZVI核-壳结构中Fe⁰的氧化,而30%土壤含水率不利于Fe⁰的氧化;nZVI核-壳结构在培育过程中因氧化、溶解而逐渐坍塌,并胶结于粘土矿物表面,氧化产物主要为磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃）和磁铁矿（Fe₃O₄）。淹水条件下,nZVI内核Fe⁰的氧化量与土壤初始p H显著负相关（p<0.05）。在土壤中老化后,nZVI主要以有机络合态和铁锰结合态存在,而生物可利用态（离子交换态和碳酸结合态）可以忽略。