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1引言纳米材料是指其三维结构空间中至少有一维处于纳米尺度范围的材料［1］。
纳米材料通常以其表面原子数占总原子数比例大和显示量子尺寸效应这两个重要特点而影响其各种物理和化学性能，使纳米颗粒具有独特的性质［2］。
近年来，诸多学者对纳米材料应用于废水处理做了大量深入研究，虽然有部分学者对纳米材料的安全性表示担忧，李雅轩等［3］指出纳米材料本身具有毒性且还会与共存污染物相互作用，董晓菲等［4］对纳米材料进入环境后对生物体的毒性效应进行了总结。
但是鉴于工业废水所含污染物成分比较复杂、差异化较大，且大多含有毒性污染物、可生化性较差［5］等特点，采用传统工艺的处理效果不太理想，而纳米材料在废水处理中所表现出的应用潜力和价值使之成为国内外研究的热点。
2纳米材料在有机废水处理中的应用2.1印染废水处理印染废水是目前难处理的工业废水之一，主要难点在于污染物浓度大、毒性高、难生物降解，尤其近年来新型染料、助剂等大量使用，使得印染废水处理难度变大，常规二级处理出水水质已经难以达到国家排放标准及回用要求［6］。
近年来，将纳米材料作为催化剂催化氧化印染废水、利用纳米材料良好的吸附能力吸附染料颗粒等处理技术得到深入的探究。
例如钟笑涵等［7］利用纳米零价铁（nZVI ）—厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB ）耦合处理染料X-3B 。
在染料X-3B 初始浓度为100mg /L ，nZVI 投加量为0.5g /L ，溶液pH=6.0，温度为30℃的条件下，48h 以内去除摘要：纳米技术相较于传统工艺而言具有巨大优势，作为新兴技术深受各研究领域青睐，纳米材料以其独特的性质在废水处理中具有很大的发展潜力。
综述了不同纳米材料直接或间接应用于有机或无机废水处理的研究进展，对纳米颗粒的制备、反应条件的控制以及处理的效果进行了总结概括。
着重探讨了纳米材料在重金属离子去除中的作用机理，比较了各种纳米材料的优势与存在的不足以及未来的发展趋势。
关键词：纳米材料；零价铁；废水处理；重金属Abstract ：Compared with traditional technology ，nanotechnology has great advantages.As a new technology ，nano-materials have been utilized in various fields.With its unique properties ，nanomaterials have great potential fordevelopment in wastewater treatment.The research progress of different nanomaterials used in organic or inorganic wastewater treatment directly or indirectly was reviewed.The preparation of nanoparticles ，the control of reactionconditions and the treatment effect were summarized.The mechanism of nano-materials in heavy metal ion removal was discussed emphatically ，and the advantages and disadvantages of various nano-materials were compared ，as well as the future development trend.Key words ：n ano-materials ；zero-valent iron ；wastewater treatment ；heavy metals中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1674-1021（2019）09-0014-04收稿日期：2019-06-12；修订日期：2019-09-09。
纳米材料在水处理中的应用与研究水是生命之源，对于人类的生存和发展至关重要。
然而，随着工业化和城市化的快速发展，水污染问题日益严重，给人类的健康和生态环境带来了巨大的威胁。
传统的水处理方法在应对一些复杂的污染物时往往效果不佳，因此，寻找高效、经济、环保的水处理技术成为了当前研究的热点。
纳米材料因其独特的物理、化学性质，在水处理领域展现出了广阔的应用前景。
一、纳米材料的特性纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度（1 100 纳米）的材料。
由于其尺寸小，纳米材料具有比表面积大、表面活性高、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性。
比表面积大意味着纳米材料能够提供更多的反应位点，从而增强与污染物的相互作用。
表面活性高使得纳米材料更容易与其他物质发生化学反应，提高了其对污染物的去除能力。
量子尺寸效应和宏观量子隧道效应则赋予了纳米材料独特的电学、光学和磁学性质，为其在水处理中的应用提供了更多的可能性。
二、纳米材料在水处理中的应用1、纳米吸附剂纳米吸附剂在去除水中的重金属离子、有机污染物等方面表现出色。
例如，纳米零价铁（nZVI）可以有效地去除水中的六价铬（Cr(VI)）。
nZVI 具有高反应活性，能够将 Cr(VI)还原为毒性较低的 Cr(III)，从而实现铬的去除。
此外，纳米碳材料如碳纳米管（CNTs）和石墨烯也被广泛应用于水中有机污染物的吸附去除。
CNTs 具有良好的孔隙结构和较大的比表面积，能够吸附多种有机污染物，如苯、甲苯、酚类等。
石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物理化学性质，对有机污染物也表现出了很强的吸附能力。
2、纳米催化剂纳米催化剂在水处理中的应用主要包括光催化和电催化。
光催化是利用纳米半导体材料（如 TiO₂、ZnO 等）在光照条件下产生的电子空穴对来氧化分解水中的污染物。
这些纳米半导体材料具有能带结构，当受到能量大于其禁带宽度的光照射时，会产生电子空穴对。
电子和空穴具有很强的氧化还原能力，能够将水中的有机污染物分解为二氧化碳和水等无害物质。
纳米技术在环境治理领域中的应用随着社会的发展和人们对环境问题意识的提高，环境治理工作越来越受到关注。
而纳米技术，作为当今最受瞩目的前沿科技之一，也逐渐成为环境治理领域中一种重要的手段。
本文将从纳米技术在水、大气和土壤环境中的应用三个方面来探讨纳米技术在环境治理中的作用。
一、纳米技术在水环境中的应用水是我们生活中必不可少的重要物质，而目前，全球水资源短缺、水污染问题严重，这也影响到人们的生活和健康。
而纳米技术在水环境中的应用，不仅可以减少水污染，也可以提高水资源利用效率。
1、纳米材料处理水污染纳米材料具有很强的吸附、分散和催化性能，可以利用这些特性去除水中的有害物质。
例如，纳米金、银等金属材料可以作为催化剂，降解水中的有机污染物、重金属离子等；纳米二氧化硅可以吸附水中的微生物、化学物质等有害成分。
这种方法除了高效、环保外，还具有成本低、维护简便等特点。
2、纳米技术提高水资源利用效率水资源利用效率低下一直是亟待解决的问题。
而纳米技术在水处理过程中可以提高膜分离、膜过滤和超滤等技术的效率，使得水处理更为高效。
同时，利用纳米材料表面的微细孔和毛细管，可以实现反渗透和蒸发等技术的水资源利用效率提高，从而减少水的浪费和损失。
二、纳米技术在大气环境中的应用大气污染是目前影响人类健康和环境质量的主要问题之一。
针对大气污染问题，纳米技术也逐渐成为解决方案之一。
1、纳米材料净化空气纳米氧化铁、二氧化钛等纳米材料是净化空气的优秀材料。
它们可以通过催化氧化、吸附和分解等作用将有害气体转化为无害物质，例如氮氧化物、苯等。
此外，利用纳米材料的透明性，还可以制备透明氧化物的光催化剂，有效地光催化分解大气中的有害气体。
2、纳米技术改善室内空气质量随着城市化和人口增长，人们的居住面积越来越小，使得室内污染越来越严重。
纳米技术可以利用纳米材料制备吸附剂、杀菌剂、除臭剂等功能材料，有效地去除室内有害气体和微生物，保障室内空气质量。
三、纳米技术在土壤环境中的应用土壤污染也是影响人类健康和生态环境的主要问题之一。
纳米零价铁（Nanoscale Zero-Valent Iron，NZVI）是一种由纳米级铁颗粒组成的材料。
NZVI具有很高的比表面积和反应活性，广泛应用于环境修复领域，特别是在污染物的去除和降解方面。
氟离子（Fluoride ion）是氟原子带一单位负电荷的离子形式。
在环境和水资源管理中，氟离子的浓度控制和移除非常重要，因为高浓度的氟离子可以对人体健康和生态系统造成负面影响。
在环境修复中，NZVI被广泛研究和应用于氟离子的去除。
NZVI通过与氟离子发生化学反应，将其转化为固态或难溶的氟化物沉淀物，从而将氟离子从水中去除。
这个过程被称为铁还原-氟化物沉淀（Iron Reduction-Fluoride Precipitation，IRFP）。
NZVI材料通过其高比表面积和活性表面上的零价铁颗粒，有效地与溶解的氟离子发生反应。
通过封装NZVI或将其固定在适当的载体上，可以实现更好的处理效果和操作性。
此外，它还可以结合其他环境修复技术（如吸附、沉淀、生物降解等）一起使用，以达到更好的去除效果。
需要注意的是，为了确保NZVI的应用安全和有效性，需要进行充分的前期研究和实验室规模试验。
此外，实际应用时还需要考虑到环境条件、水质特性、处理量等因素，以确保处理效果和环境效益的最大化。
纳米科技在环境污染治理中的先进解决方案随着工业化和城市化的快速发展，环境污染已经成为当今社会面临的重大挑战之一。
传统的环境治理方法往往效果有限，且成本较高。
然而，纳米科技的出现为环境污染治理提供了一些先进和创新的解决方案。
纳米科技的应用可以有效地减少污染物的排放和传播，提高环境质量，保护人类健康。
本文将介绍几种纳米科技在环境污染治理方面的先进解决方案。
首先，纳米材料在水污染治理中展现出了巨大的潜力。
纳米颗粒的特殊结构和高比表面积使得其在吸附、催化和分解污染物方面具有优势。
例如，纳米铁、纳米铜和纳米银等材料被广泛应用于水中有机物和重金属的吸附和去除过程。
这些纳米材料可以通过吸附、静电相互作用、毒性还原反应、催化氧化和络合沉淀等机制来去除有毒有害的污染物。
纳米材料的使用能够极大地提高水处理效率和减少废水中的有害物质含量。
其次，纳米科技在大气污染治理方面也发挥着重要作用。
纳米颗粒在空气中的吸附和催化作用能够降低大气中有害物质的浓度。
例如，纳米钛白粉和纳米二氧化硅可以作为光催化剂来降解大气中的有机污染物和氮氧化物。
此外，纳米材料还可以用于汽车尾气的净化、室内空气的净化和空气过滤器的制造等方面。
这些纳米材料在大气污染治理中的应用有望改善空气质量，减少有害气体的排放，提高人们的生活品质。
同时，在土壤污染治理方面，纳米科技也显示出巨大的潜力。
纳米材料的应用可以增强土壤污染物的吸附和迁移性，加速有机物的降解和重金属的固化。
纳米零价铁、纳米氧化铁和纳米氧化锰等材料被广泛应用于土壤重金属的修复。
此外，纳米材料还可以用于土壤污染的监测和评估。
通过将纳米探针和传感器引入土壤中，可以实时监测土壤中有害物质的浓度和分布，有助于对土壤环境的精确管理和调控。
除了上述几个方面，纳米科技还在噪声、光污染、电磁辐射等其他环境污染治理中发挥着独特的作用。
纳米材料的特殊结构和性能使其具备吸声、吸光和屏蔽电磁辐射等特点。
例如，纳米碳管和纳米二氧化钛被广泛应用于噪声和光污染治理中。
利用纳米技术改善环境治理方法纳米技术是一种能够改变世界的前沿科技，其应用范围广泛，包括环境治理领域。
利用纳米技术改善环境治理方法，可以有效地解决一系列环境问题，包括水污染、空气污染、土壤污染等。
本文将详细介绍利用纳米技术改善环境治理的方法和应用案例。
一、水污染治理水污染是全球范围内的严重问题，给人们的生活和健康带来了巨大威胁。
利用纳米技术可以提供一种高效、低成本的水污染治理方法。
1. 纳米材料吸附剂：纳米材料具有巨大的比表面积和高吸附能力，可以作为吸附剂去除水中的有害物质。
纳米氧化铁、纳米氧化铝等材料被广泛应用于水污染治理中，可以高效去除重金属离子、有机污染物等。
2. 纳米光催化剂：利用纳米光催化剂可以实现光解污染物的效果。
纳米二氧化钛是一种常用的纳米光催化剂，在紫外光的作用下，可以将水中的有机污染物分解为无害的物质，从而达到水污染治理的效果。
3. 纳米膜技术：纳米膜技术可用于水的过滤和分离。
纳米微孔膜和纳米复合膜被用于去除水中的微生物、溶解有机物和重金属离子，从而得到清洁的水资源。
二、空气污染治理空气污染对人类健康造成了严重威胁，而纳米技术可以提供一种创新的空气污染治理方法。
1. 纳米颗粒过滤器：利用纳米颗粒过滤器可以有效去除空气中的颗粒物，如PM2.5。
纳米颗粒过滤器具有高过滤效率和较低的阻力，能够提供清洁的空气供人们呼吸。
2. 纳米光触媒：纳米光触媒可以将空气中的有害气体转化为无害物质。
例如，利用纳米二氧化钛和紫外光的作用，可以将空气中的二氧化氮等有害气体转化为无害的氮气。
三、土壤污染治理土壤污染对农业发展和人类健康造成了严重影响，利用纳米技术可以进行土壤污染治理，恢复土壤的生态功能。
1. 纳米土壤修复剂：纳米材料具有较高的活性，可以用作土壤修复剂。
例如，利用纳米零价铁可以还原土壤中的重金属离子，减少其在土壤中的毒性。
2. 纳米材料增效剂：利用纳米载体可以将农药、化肥等植物保护剂和营养物质有效地释放到土壤中，提高农作物的产量和质量，同时减少对环境的污染。
零价铁还原协同微生物降解处理化工废水的研究
近年来，由于工业生产的大量污染，生活环境连续受到破坏，化工废水的排放污染已成为人们关注的主要环境问题之一。
传统的消毒和除臭是将污染物以有害物质形式释放到环境中，但不会真正处理污染源，因此，研究可在污染源现圾处广泛应用的低成本、高效的处理方法，具有重要的环境保护意义和经济效益。
零价铁还原协同微生物可以用来把化工废水中的污染物转化为无害的组分。
利用这一方式来处理污染是可行的，也是一种环境友好型的处理方法。
当零价铁还原协同微生物与水、废水中有机物、重金属成分和其它复杂污染物一起发生反应后，微生物和铁有机氧化产物相互协同作用，有效地促进了水污染物的降解，减少了有毒物质的释放，使化工废水达到国家排放标准。
首先，零价铁还原协同微生物降解处理化工废水的过程可以表示为两步：第一，生物预处理。
以氧化铁的形式放入水体中，诱导环境里的微生物，让它们消耗水中的氧原子，从而减少有机物质，使水质有所改善；第二，铁还原系统处理。
由于细菌会释放碳酸二氢钾来平衡酸，这会使水中pH值上升，从而促进污染物的还原。
在该过程中，零价铁与水溶性有机物形成了有机酸盐，有机物的吸附在零价铁上，被还原物抑制，从而达到最终的处理效果。
其次，零价铁还原协同微生物降解处理化工废水的优势在于：具有较高的处理效率、操作简单、投资费用低廉、无污染也具有可持续性，环境效果有利。
总之，零价铁还原协同微生物处理化工废水是一种低成本、高效率、较好的环境友好型处理方法，具有广阔的研究应用前景。
然而，在实际应用中，该技术仍存在一些不足，如处理机制不明、反应条件苛刻、释放污染物的毒性限度不稳定，需要更加深入的研究探讨，以促进技术的发展。
纳米材料在环境工程中的应用前景引言：随着工业化和城市化的快速发展，环境污染成为全球范围内的严重问题。
传统的环境治理方法存在效率低、成本高和资源浪费等问题。
为了应对这一挑战，纳米技术正逐渐成为环境工程领域的一项重要研究方向。
纳米材料因其独特的物理、化学和生物性质，被广泛应用于环境污染的治理和修复。
本文将探讨纳米材料在环境工程中的应用前景。
1. 纳米材料在水污染治理中的应用前景水污染是当前全球最为严重的环境问题之一。
纳米材料在水污染治理中具有许多优势，如高比表面积、尺寸效应和独特的吸附性能等。
其中，纳米催化剂广泛应用于水中有机物和重金属离子的降解。
例如，纳米零价铁材料被广泛应用于地下水中污染物的还原去除。
此外，纳米制备的吸附剂，如纳米氧化锌、纳米氧化铁等，能够高效地去除水中的有机污染物和重金属离子。
2. 纳米材料在大气污染治理中的应用前景大气污染是全球范围内的严重问题。
纳米材料的应用在此领域具有潜力。
纳米光催化剂可用于光催化空气净化，通过利用光照激活纳米光催化剂，分解和转化大气中的有害气体如二氧化氮、硫化氢等。
此外，纳米吸附材料如纳米氧化钛，能够高效地吸附空气中的有机物质、挥发性有机化合物等。
3. 纳米材料在土壤修复中的应用前景土壤污染导致农作物生长受限和生态环境恶化。
纳米材料在土壤修复中具有广阔的应用前景。
纳米材料通过调控土壤中的污染物浓度、提高其可迁移性和转化率，通过吸附、氧化、还原等作用，实现土壤的修复和污染物的降解。
例如，纳米零价铁通过与污染物发生反应，降解有机物和重金属离子。
纳米包埋技术可将有害物质包裹在纳米粒子内，阻止其进一步扩散。
4. 纳米材料在噪声污染防治中的应用前景噪声污染对人们的健康和生活质量造成了不可忽视的影响。
纳米材料的独特性质使其成为噪声污染防治领域的有力工具。
纳米材料可以制备成吸音材料，通过表面形态的调控和多孔结构的构建，增加材料内部的声学阻抗，实现吸收和消除噪声。
此外，纳米材料还可以制备成防噪材料，通过改变材料的声学特性，反射和扩散噪声波，减少噪声的传播和影响范围。
