地下水作为许多国家和地区的饮用水源,对公众健康具有非常重要的作用。随着经济的不断发展,各种化学品使用量的增加,导致地下水中的污染问题日益加剧。尤其是地下水中众多微量的、具有潜在危害的抗生素等新污染物不断被人们发现。抗生素在地下水中的持续释放,通过食物链不断富集,即使在浓度较低的情况下,也会导致耐药基因和耐药菌的发展和传播,不仅加剧了水资源危机,还可能给人类带来致命危机。因此,对地下水中抗生素污染的治理迫在眉睫。左氧氟沙星（Levofloxacin,简称LEV）作为第三代氟喹诺酮类抗生素的一种,在地下水中的检出率较高。本文以LEV作为目标污染物进行研究,为修复抗生素污染的地下水提供参考信息。由于LEV难以生物降解且较容易迁移的特性,因此本文选择可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier,简称PRB）技术去除地下水中LEV污染,通过PRB的阻截和固定阻止污染面的扩散。PRB技术的修复效果主要依赖于填充材料,所以本文的关键是研究理想的PRB填充材料。近年来,共价有机聚合物（Covalent Organic Polymers,简称COPs）因其良好的理化特性及易于功能化等特点越来越多的被用作吸附材料。本文拟将COPs材料填充于PRB中,结合COPs的高效和PRB技术的运行成本低等优势去除地下水中的LEV污染。然而,传统COPs虽然具有较大的比表面积,但作为PRB的填充材料,仍然存在孔道结构层次化不足、活性位点少、粒径小及合成时间长等问题。针对以上问题,本文重点开展COPs的开发、优化和筛选等研究,旨在设计出既能兼顾合成方法简单、吸附效率高、稳定性好,又具有成本效益高及可回收等特点的PRB填料,以满足能够长期修复LEV污染的地下水环境的要求。主要研究内容及成果如下:（1）COPs的制备传统COPs通常由两种单体通过一种共价键合成,本文采用具有多个连接位点的三种单体合成出具有多级孔道结构的COPs,同时提高COPs材料的粒径。首先通过共价键的连接方式合成了1#和2#材料,分别命名为JLUE-COP-25和JLUE-COP-26（JLUE-COP全称为Jilin University Environment-Covalent Organic Polymer）。通过表征证明JLUE-COPs具有多级孔的特性,符合设计预期。而且JLUE-COPs为颗粒状,相较于大多数COPs的粉末状形态,JLUE-COPs已经有了较大改进。同时,测试了JLUE-COPs对LEV的去除性能,尽管相比本文中使用的传统活性炭具有较大优势,但仍然有较大的提升空间。为进一步增大填料的粒径,提高对LEV的吸附能力。本文在COPs的合成中引入了氢键,通过氢键和共价键的共同作用合成了3#、4#和5#材料,分别命名为HCOA-1、HCOA-2和HCOA-3（HCOA全称为Hydrogen-bonded Covalent Organic Aerogel）。让人惊喜的是,HCOAs不仅具有多级孔的特性,而且形状和粒径可控。通过对LEV的去除性能进行测试,HCOAs不仅吸附速度快,而且吸附容量高。其中,HCOA-2的吸附量达到161.55 mg/g,超过了大多数当前比较有代表性的吸附剂。（2）去除LEV的机理研究基于HCOAs在去除LEV中的良好表现,重点分析了HCOAs对LEV的去除机理。首先,分别研究了p H值、LEV浓度、计量比和离子强度四种因素对吸附过程的影响。然后,采用响应面法分析了单因素效应和不同影响因素的协同效应。其中,单因素效应中,HCOA的剂量占比最大,为31.24%;而协同效应中,p H值和离子强度的占比最大,为4.54%。结合傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等表征结果,总结吸附机理主要包括:静电作用、疏水作用、氢键作用、π-π电子供体受体作用、偶极-偶极相互作用和多孔性。（3）作为PRB候选填充材料的应用性能分析五种材料中HCOA-2的吸附量最大,因此以HCOA-2为例,测试了其在可能的应用环境中的适应性,包括耐酸碱性、耐水力冲击性、吸附持久性、抗离子干扰性、抗低温性、重复利用性及对低浓度LEV的吸附能力等,最终证明了HCOA-2具有良好的物理和化学稳定性。同时,对HCOA-2的经济性进行了分析,估算HCOA-2的成本仅是具有同级别吸附容量的纳米复合材料（MMPC/Cyc-Chit）的1/44,尽管价格要略高于传统活性炭,但综合考虑其吸附容量及可重复利用率,性价比依然很高。此外,通过模拟PRB柱实验对HCOA-2吸附LEV的动态性能进行测试。将在不同流速和不同填料厚度条件下的穿透曲线数据利用常见的Adams-Bohart模型、Thomas模型、Yoon-Nelson模型和BDST模型进行拟合,通过拟合参数的变化规律分析HCOA-2的动态吸附性能。同时,利用穿透曲线数据模拟计算了PRB介质的填充厚度以及使用寿命。因HCOA-2粒径可控,所以渗透系数可调,在污染场地的应用范围也较广,具有广阔的应用前景。本文对将COPs应用于地下水中新污染物的原位修复研究具有一定指导意义。