包气带是地表以下潜水面以上的不饱和区域,是地表水与地下水交换重要的连通路径,地表所有的污染物对地下水的污染都要经过包气带,因此包气带对于地下水水质影响很关键。现今环境下由于工业“三废”中含铜废水的随意排放,包气带中铜污染问题十分严重。包气带的铜含量超标,对植物的生长发育影响极为严重,甚至会造成生态失调。除此之外,由于铜易富集的特点,铜会通过食物链层层积累,对植物乃至人类造成严重毒害。传统的处理铜污染方法:如常见的换土法、土壤植物修复法,由于其经济造价高、修复土壤的特定性,而没有办法广泛应用。纳米材料由于其巨大的比表面积和强吸附性,近年来广泛应用于污染修复领域。研究发现四氧化三铁纳米颗粒（Fe₃O₄ magnetic nanoparticles,MNPs）对于铜离子有较强的吸附能力,而且MNPs与铜离子结合形成的聚合物更易被土壤吸附,减小了铜离子在土壤中的迁移距离,降低铜污染的危害。近年来对于纳米材料与铜离子在包气带共迁移规律的研究鲜有报道,因此,以纳米材料与铜离子在饱水带共迁移作为对照,采用土柱实验,模拟饱水带与包气带,分别探究在有无MNPs情况下,铜离子在包气带中的运移规律,并设置不同的影响因素（流速、pH、离子强度、腐殖酸）,分析环境变化对于铜迁移的影响情况。实验结果表明:（1）粗、中、细砂三种包气带/饱水带多孔介质对于Cu²⁺的吸附能力为:粗砂<中砂<细砂。导致Cu²⁺随着多孔介质粒径的减小,Cu²⁺在包气带/饱水带多孔介质中运移速度减慢。其原因在于孔隙度粗砂>中砂>细砂,孔隙度大的多孔介质与Cu²⁺的接触时间降低,吸附能力随之减弱。与饱水带相比,Cu²⁺在包气带迁移距离更长。由于Cu²⁺在包气带的分子扩散能力较差,多孔介质对于Cu²⁺的吸附能力随之降低。（2）在包气带中,随着多孔介质粒径的减小,多孔介质对于与MNPs共迁移Cu²⁺的吸附能力增强,迁移距离降低。因为Cu²⁺与MNPs在多孔介质共迁移时,Cu²⁺与MNPs表面可发生螯合反应,生成的螯合物质更容易与多孔介质形成物理吸附,从而减小了Cu²⁺的迁移距离。而在饱水带,粗、中、细砂三种多孔介质对于与MNPs共迁移Cu²⁺的吸附能力为:粗砂<中砂≈细砂。这是由于溶液中存在明显的溶质扩散现象,因此当多孔介质的粒径减小到一定程度时,粒径导致的水力停留差异可以忽略,进而致使中砂与细砂对共迁移时Cu²⁺的吸附能力差异较小。（3）通过斯皮尔曼对环境影响进行相关性分析,包气带中Cu²⁺、Cu²⁺/MNPs的迁移受环境影响较大,包气带中渗流速度改变对于Cu²⁺的迁移影响最大。因为渗流速度减慢,会增加多孔介质与Cu²⁺的吸附时间,提高多孔介质对于Cu²⁺的吸附效率。在包气带随着注入液中pH的减小、离子强度增加,Cu²⁺与阳离子发生竞争吸附,从而降低多孔介质对Cu²⁺的吸附,增加Cu²⁺的运移。腐殖酸与Cu²⁺发生螯合反应,生成的螯合物更易被多孔介质吸附,因此当注入液中腐殖酸浓度增加时,多孔介质对于Cu²⁺的吸附能力增加,Cu²⁺在多孔介质中的迁移距离减小。研究成果将为定量评价工程纳米颗粒与重金属离子在包气带的行为归趋提供研究方法及数据支撑,并为包气带重金属污染的纳米修复技术,及工程纳米材料的环境安全转化提供科学依据。研究结果对MNPs与Cu²⁺共迁移进行较为详细的研究,为地下水污染防治提供一种新的思路。