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多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls，PCBs)作为持久性有机污染物中最具代表性的一类，已于20世纪70年代停止生产。但由于其在环境中的分布相当广泛，并具有环境持久性、生物蓄积性、远距离迁移性、半挥发性、高毒性以及致畸、致癌、致突变的“三致”作用，极易通过生物链逐级浓缩富集，且通过大气、洋流以及其他方式在全球范围循环，进而对生态环境和人类健康构成严重的潜在危害，已成为全世界重点研究及监控的有机污染物类型之一。到目前为止，多氯联苯污染土壤或水体的修复技术有很多，其中包括还原脱氯技术及生物炭吸附技术，它们为污染水体及土壤中氯代有机物的处理提供了一种新途径。利用纳米材料还原脱氯多氯联苯在污染环境修复研究中越来越受到重视，而生物炭则是由有机垃圾，如动物粪便、骨头、植物根茎、木屑和麦秸秆等加工而成的一种多孔炭，具有高度芳香化结构，由于其比表面积、孔容及表面官能团等性质与活性炭相仿，因此具有与活性炭相似的吸附性能。本文以多氯联苯为研究对象，针对低浓度多氯联苯污染，采用纳米零价铁(NZVI)或钯化铁(NZVI/Pd)还原脱氯水体以及土壤提取液中的多氯联苯，并模拟实际污染环境，分析了不同pH值以及腐殖酸(HA)和金属阳离子等共存对PCBs还原脱氯过程的影响，并优化了实验条件；另外，自行设计了pH自动控制装置，并考察了这套装置在实际应用中的效果，研究了纳米钯化铁还原脱氯2，4，4’-CB产物生成的动态过程，探讨了降解途径；针对中高浓度多氯联苯污染的水体以及土壤提取液，则采用生物炭作为吸附剂，模拟实际环境条件，研究了添加腐殖酸以及金属阳离子对吸附效果的影响；应用三种提取方法：包括化学提取法、生物模型法以及被动采样法，考察了黑炭修复后土壤中多氯联苯的生物有效性。以蚯蚓、青菜和胡萝卜作为模型生物，并采用一种新型的亲水性较强、采样时间较短的半渗透膜被动采样器应用于土壤介质中多氯联苯的采样，评价了其对土壤中多氯联苯的生物有效性。具体研究结果如下：
(1)通过研究初始pH值、腐殖酸以及金属离子的加入对纳米零价铁(NZVI)还原脱氯水相中4-CIBP的影响发现：当反应溶液初始pH设置为4.0，5.5，6.8以及9.0时，反应48 h后NZVI对水相中4-ClBP的还原脱氯效率分别达到53.8％，47.8%，35.7%和35.6%。酸性条件下，NZVI对水相中4-ClBP的还原脱氯效果较高；添加HA的反应体系中，前4h由于竞争吸附作用呈现抑制作用，但4h之后则明显加速NZVI还原脱氯效率，反应48 h后还原脱氯效率达到86.3%；金属离子Cu2+、Co2+、Ni2+(0.1mmol L-1)的加入可以与NZVI发生反应形成双金属体系，增强NZVI对4-ClBP的还原脱氯效率，反应48 h后还原脱氯效率分别达到66.1%，66.0%和64.6%，反应96 h则分别达到67.9%，71.3%和73.5%。
(2)自行设计了一套pH自动控制装置，以控制NZVI和NZVI/Pd还原脱氯PCBs的整个体系pH值在4.90-5.10之间。结果表明：pH自动控制系统显著增强NZVI和NZVI/Pd还原脱氯PCBs效率；NZVI还原脱氯2，4，4’-CB的准一级动力学方程反应速率常数(kobs)值分别为0.0029 min-1(只控制初始pH)和0.0078 min-1(pH自动控制)，NZVI/Pd还原脱氯2，4，4’-CB的kobs值则分别为0.0087 min-1(只控制初始pH)和0.0108min-1(pH自动控制)，NZVI/Pd具有更高的还原脱氯效率；对NZVI/Pd还原脱氯2，4，4’-CB的产物进行定性定量分析，发现联苯为主要降解产物，对位脱氯效率高于邻位脱氯效率；在系统自动控制pH条件下，NZVI和NZVI/Pd还原脱氯污染土壤提取液中PCBs的kobs值分别为0.0027-0.0033 min-1和0.0080-0.0098 min-1。
(3)选取分别在350℃和550℃下厌氧煅烧的松针和小麦秸秆制得的生物炭作为吸附剂吸附污染水体及土壤提取液中PCBs，结果发现：黑炭对PCBs具有强的吸附性能和大的吸附容量，不同温度下不同种类的生物炭吸附性能均存在差异；黑炭对土壤提取液中的PCBs吸附性能明显高于对水体中2，4，4’-CB的吸附性能，且对共平面PCBs由于其空间位阻效应等作用而产生更强的吸附作用；腐殖酸的加入显著促进了黑炭对2，4，4’-CB的吸附性能，金属阳离子的存在少许促进黑炭对2，4，4’-CB的吸附性能，但无显著性影响。
(4)选取模型生物法、化学提取法以及被动采样法评价了PCBs污染土壤经黑炭修复后的生物有效性。结果发现：胡萝卜由于脂溶性较强较之青菜能够吸收更多的PCBs，植物体内均是根部PCBs含量高于叶部；其中，叶部含有大量的低氯PCBs，根部的高氯含量则较高；空白对照的土壤及植物中均检测到PCBs，说明PCBs具有挥发作用；在短期内种有植物的体系土壤中PCBs含量高于对照体系，说明黑炭的加入明显抑制了PCBs的挥发，减小了生物有效性；但随着时间延长，种有植物的体系中PCBs含量却又低于对照体系，这是由于施有黑炭的土壤可以产生更多的微生物从而有助于PCBs的消解；蚯蚓对于土壤中PCBs具有很强的富集能力，土壤中黑炭的施入减少了蚯蚓体内低氯PCBs的富集，但对于高氯PCBs的吸收影响不大；青菜、胡萝卜以及蚯蚓体内PCBs的吸收在施入2%黑炭后分别减少了61.5-93.7%，12.7-62.4%和40.0-71.6%；TECAM膜与亲脂性植物胡萝卜富集土壤中PCBs能力相当，所以利用TECAM膜可作为一种有效的被动采样工具富集土壤中多氯联苯，且能够被用于土壤中有机污染物的生物有效性评价。