随着我国每年铬在化学工业、染料生产、木材防腐、皮革鞣制、镀铬、各种合金制造以及许多其他产品和应用中被广泛使用,水体和土壤中的铬污染日趋严重,危害了环境中动植物等生命体和人类的健康。伴随纳米铁(n ZVI)的研发,人们对水体和土壤的重金属污染有了新的治理思路。本文通过利用传统的液相还原法,在纳米铁的制备过程中加入生物炭(BC)和羧甲基纤维素钠(CMC-Na),得到了生物炭负载羧甲基纤维素钠稳定化纳米铁(BC-n ZVI-CMC),通过SEM、XRD和FT-IR等手段对BC-n ZVI-CMC材料进行了表征,并探究了BC-n ZVI-CMC材料对水中六价铬的去除效果和机理、硫酸亚铁钝化土壤铬“返黄”因素以及BC-n ZVI-CMC材料对土壤中重金属铬的钝化效果。通过SEM、XRD和FT-IR等表征手段显示纳米铁颗粒呈链状较均匀的分散在生物炭的表面,说明生物炭作为载体对纳米铁的团聚起到了一定的改善作用;同时,纳米铁被CMC包覆在生物炭的表面,说明CMC在BC-n ZVI体系隔绝空气中起到了很好的保护作用。在纳米铁颗粒粒径分布分析中,对200多个纳米铁颗粒粒径进行随机统计,得到纳米铁的粒径主要处于40-160nm之间;纳米铁最小粒径为30nm,平均粒径为90nm;其中0-100nm之间的颗粒占比57.28%,表明所制备的纳米铁颗粒符合纳米级别。BC-n ZVI-CMC的XRD图显示了在2?=44.75°出现了一个主波峰,与PDF标准卡片对比后表明制得的纳米铁为纳米单质零价铁。通过BC-n ZVI-CMC材料对水中六价铬的钝化显示,随着四种稳定化纳米铁投加量的增加,六价铬的去除率随之提升。四种生物炭负载稳定化纳米铁对六价铬的去除率随着p H的增加而减少。抗氧化实验表明,BC-n ZVI-CMC随着纳米铁比例的升高呈现出先降低后升高再趋于平稳的趋势,表明纳米铁的量在一定范围内,随着纳米铁在生物炭上负载量的增加团聚现象增多,降低了稳定化纳米铁对六价铬的去除效率;而新鲜CMC-Na对溶液中六价铬的去除率只达到了15.23%,表明CMC在BC-n ZVI-CMC这个体系中所起到的作用主要是包裹纳米铁。吸附动力学、吸附等温线、FT-IR和XPS表明BC-n ZVI-CMC材料对六价铬的吸附主要是离子交换和螯合反应为主的化学吸,且反应生成的三价铬是以氢氧化物或是Fe(Ⅲ)/Cr(Ⅲ)络合物等较为稳定的状态存在于生物炭表面。在对土壤铬“返黄”的研究中得出,随着土壤温度的升高和有机质含量的增加浸出总铬和六价铬的含量也逐渐降低,p H的变化对土壤浸出总铬和六价铬的含量影响并不明显,通过土壤p H-Eh图、温度和有机质变化对土壤中SPLP浸出总铬和六价铬的影响变化可以看出,整体上土壤浸出总铬和六价铬的含量变化呈现出U型变化趋势,综合说明了该土壤本身的缓冲性能对土壤浸出总铬的影响是比较大的,对土壤浸出铬的含量影响有着主导的作用。BC-n ZVI-CMC对土壤铬的钝化表明,四种碳铁比和投加量之下,BC-n ZVI-CMC材料会使得土壤铬更多的向着不易浸出的稳定形态OX、OM和RS状态转化,因此,BC-n ZVI-CMC材料有可能成为一类对土壤铬具有长效性的钝化材料。