疏水性有机污染物在环境中普遍存在，因为具有持久性和潜在毒性而受到普遍关注。疏水性有机物在环境中的固相吸附行为是控制其在环境中迁移转化的关键因素。本文通过宏微观手段相结合的方式，研究了典型疏水性有机物(多环芳烃和硝基芳香类化合物)在表面荷电材料(细菌，磷脂和有机粘土)上的吸附行为。研究的重点是揭示控制疏水性有机物在上述材料上吸附的微观机制，从而更好地理解疏水性有机物的环境归趋和生物有效性。　　 季铵盐改性粘土能有效地吸附疏水性有机物，作为阻挡疏水性有机物污染地下水的隔离层在环境修复领域有良好的应用前景。因此，对疏水性有机物在有机粘土上吸附控制因素的研究，对我们预测被吸附有机物的活性和移动性，以及设计高效吸附材料有着至关重要的作用。本文中我们用四甲基铵(TMA)，四乙基铵(TEA)，四丁基铵(TBA)和十六烷基三甲基铵(HDTMA)交换标准粘土(SWy-2)制得了四种有机粘土。我们考察了三种多环芳烃(萘，菲，芘)和三种氯苯类(1，2-二氯苯，1，2，4，5-四氯苯，五氯苯)在上述有机粘土上的吸附。并用正辛醇-水分配系数，正十六烷-水分配系数和聚乙烯-水分配系数来标化多环芳烃和氯苯类的疏水性。在各类有机粘土上，多环芳烃的吸附都要超过具有相似疏水性但缺乏离域π电子的氯苯类的吸附几倍到十几倍之多(萘/1，2-二氯苯，菲/1，2，4，5-四氯苯，芘/五氯苯)。此外，当在水溶液中逐渐加入季铵盐离子时，多环芳烃的溶解度比对应的氯苯类增大的趋势要明显得多。阳离子-π键理论可以很好地解释多环芳烃在上述吸附实验和水溶解度增加实验中相对于氯苯类的显著优势。因为，多环芳烃具有形成阳离子-π键所需的离域π电子，而氯苯类由于氯离子的吸电子作用，苯环电子浓度低，不具备形成阳离子-π键的必要条件。在氯仿中，季铵盐离子上氢原子化学位在多环芳烃环电流的诱导下移向高场，证明在有机相中多环芳烃和季铵盐离子之间存在阳离子-π键。　　 细菌在环境中是普遍存在的。细菌对疏水性有机物的吸附能力以及独特的胶体性质，决定了其可以作为载体，极大地影响疏水性有机物的环境迁移和归趋。因此，研究影响细菌吸附疏水性有机物的分子机理和环境影响因素就显得非常重要。我们发现，微量(约3ppm)的过渡金属离子(银离子，铜离子或铁离子)可以使两种非极性疏水性有机物(菲和四氯苯)在革兰氏阴性的大肠杆菌上的吸附增强1.5-4倍。这是由于过渡金属与细菌细胞壁上去质子化的官能团络合，中和了细菌表面的负电荷，使得其亲水性下降，更利于疏水有机物的分配。加入过渡金属后，细菌表面的ζ电位负值减少，证实了上述观点。此外，在pH值3.8时，菲比四氯苯吸附更强，这不能完全用pH决定的疏水作用变化来解释。因此，我们提出了π电子供体化合物菲可能存在的两种特殊吸附机理：与质子化的氨基之间的阳离子-π键和与质子化的羧基之间的πH键。本研究指出共存的金属离子和pH值的改变会极大地影响非极性疏水有机物的生物吸附。此外，我们还研究了一类广受关注的疏水性有机物，硝基芳香类化合物(NACs)在细菌上的吸附。二硝基苯(DNB)作为NACs的代表性化合物，在两种常见细菌(革兰氏阴性的E.coli和革兰氏阳性的B.subtilis)上的吸附是高度非线性的，符合Langmuir模型。尽管DNB的疏水性不高，但是其生物吸附很强(最高到E.coli干重的2.4％，B.subtilis干重的7.6％)。上述结果都说明DNB与细菌表面之间有特殊的作用存在。我们因此提出，在细菌表面去质子化的羧基(电子供体)和DNB(电子受体)之间存在n-π电子供体受体作用机制(n-πEDA)。随着pH的上升，细菌表面去质子化的羧基增加，DNB的生物吸附逐渐增加。这一现象排除了疏水分配和氢键作为吸附主要机制的可能性，因为这两种机制都是随pH下降而增强的。　　 在含磷脂(细胞膜，天然有机质)土壤中的分配是影响有机污染物环境归趋的一个重要因素。在本文中，我们研究了一系列多环芳烃在胶体卵磷脂上的分配。从磷脂-水分配系数(Kd)和正辛醇.水分配系数(KOW)之间关系的线性拟合图，我们可以发现，极性化合物(苯酚，二硝基苯，三硝基苯)都位于拟合线的上方。这说明，在这些极性化合物的分配过程中，除了疏水作用外，还存在部分极性作用。加入Cu2+或者降低pH值可以增加三和四环多环芳烃的吸附量，对其它化合物却没有类似作用。我们因此假设阳离子-π键存在于多环芳烃和络合在磷脂上的金属离子或磷脂质子化的氨基之间。PAHs可以增加CuSO4在氯仿中的饱和溶解度，并且其增强的效果与π电子浓度呈正比，也即芘>菲>萘。这一结果支持了溶液中Cu2+-PAHs作用的理论。在H1-NMR实验中，随着pH降低，磷脂氨基的质子化程度变高，菲上氢的化学位移向低场移动，支持了多环芳烃与磷脂氨基之间的作用。