纳米二氧化钛（nTiO₂）是广泛应用的纳米材料之一,近年来引起人们越来越多的关注。在生产使用过程中,有意或无意泄漏和释放的纳米二氧化钛进入土壤和地下水环境后,可能对人体健康和环境造成严重风险。由于土壤环境中含有微生物、粘土物质和磷酸盐等复合因素的影响,人们对nTiO₂在复杂土壤基质中的迁移性还不太了解。因此,有必要研究nTiO₂颗粒在复杂环境系统中的相关迁移行为和潜在机制。本论文主要研究大肠杆菌、高岭土（粘土物质）、磷酸盐（P）以及石英砂表面异质性对nTiO₂颗粒在石英砂柱中迁移与滞留行为的影响。通过迁移实验、Zeta电位和水力学半径实验、吸附平衡实验等探究nTiO₂颗粒的迁移机制。采用两点动力学模拟nTiO₂颗粒在不同体系中的穿透曲线,进一步解释其迁移行为。此外,通过计算经典DLVO理论得到的相关参数,用于预测nTiO₂颗粒在饱和石英砂柱中的迁移行为。实验得到的结论如下:（1）nTiO₂颗粒在高岭土和大肠杆菌存在条件中的迁移机制:在pH 9.0条件中,高岭土的存在促进了nTiO₂颗粒在石英砂柱中迁移,这可能是高岭土与nTiO₂颗粒之间存在位点竞争,粒径较大的高岭土容易在石英砂表面占据较多的沉积位点,从而减少了nTiO₂颗粒在石英砂上的可沉积位点。高岭土和大肠杆菌共存时,nTiO₂颗粒在石英砂柱中的迁移性更好。在pH 6.0条件下,nTiO₂颗粒容易粘附于大肠杆菌表面,由于细菌表面带有较多的负电荷,形成的团聚体的Zeta电位更负,抑制了颗粒间的团聚作用。在pH 9.0条件中,颗粒与大肠杆菌的分散性较好,且微米级的细菌容易占领沉积位点,抑制了nTiO₂和高岭土颗粒的沉积,进一步提高nTiO₂的出流比。两点动力学吸附模型与nTiO₂的穿透曲线拟合较好,而DLVO理论预测nTiO₂颗粒在高岭土存在时的迁移行为与实际迁移实验结果相符合,但由于大肠杆菌表面复杂聚合物层的影响,DLVO理论对于nTiO₂颗粒在大肠杆菌条件中迁移的预测存在一定偏差。（2）nTiO₂颗粒在高岭土、P和大肠杆菌存在条件中的迁移机制:高岭土和P共存比单独高岭土存在更有利于nTiO₂颗粒在石英砂柱的迁移,这主要是由于nTiO₂和高岭土颗粒通过吸附P,增强颗粒间的静电斥力作用,减少了颗粒的聚集与沉积。当高岭土、P和大肠杆菌三者共存时,在低NaNO₃电解液浓度中（1 mM）,大肠杆菌的存在抑制了nTiO₂颗粒在石英砂柱中的迁移,这是由于细菌的存在降低了对P的吸附量,团聚体表面所带的负电荷随之减少,促进了团聚作用;然而在高电解液浓度（5和10 mM）中三者共存则更有利于促进nTiO₂颗粒迁移性。由于P会使部分固化的大肠杆菌从石英砂表面洗脱下来,更多粘附在细菌表面的nTiO₂颗粒随之迁移通过石英砂柱。（3）nTiO₂颗粒在大肠杆菌、P和氢氧化铁修饰石英砂中的迁移机制:大肠杆菌的存在促进了nTiO₂颗粒在氢氧化铁修饰石英砂柱中的迁移。由于石英砂表面被氢氧化铁修饰后,其Zeta电位绝对值减小,容易吸引粒径较大的细菌粘附,减少了nTiO₂颗粒的可沉积位点,抑制了nTiO₂颗粒的沉积。当大肠杆菌和0.1 mM P共存时,在低电解质浓度（0.1和1 mM）中,0.1 mM P的存在使nTiO₂—细菌团聚体的Zeta电位少负,团聚作用增强,减少nTiO₂颗粒在修饰石英砂柱中的迁移量;而在高电解质浓度中（10 mM）,0.1 mM P的存在提高了nTiO₂—细菌团聚体的稳定性,促进nTiO₂颗粒的迁移。大肠杆菌存在时,nTiO₂颗粒在修饰石英砂柱中的出流比随着P浓度的增加（≥1 mM）而增大。这是由于大量的P提高大肠杆菌和nTiO₂颗粒的稳定性,有利于nTiO₂颗粒迁移通过修饰石英砂柱。