环境中残留的纳米颗粒（NPs）正逐渐成为一种新兴的环境问题,在实际环境中,水溶态污染物、纳米颗粒和环境固体以共存形式存在,成为了一种新的污染形式。环境中残留的纳米颗粒、污染物和环境固体表面三者之间的交互作用对于预测和评估环境中纳米颗粒和污染物的行为特征和生物有效性具有重要意义。本研究在探索单一重金属污染物(镉,Cd²⁺)和有机污染物（四环素,TC）在不同特征表面（沸石、椰壳碳和磁化高岭土）吸附特点及机制的基础上,研究了复合体系中共存的纳米二氧化钛颗粒（TiO₂ NPs）与TC、Cd²⁺在不同特征表面的相互作用,并结合单一和复合体系中吸附前、后不同特征表面的表面结构特征变化,系统探讨了环境中共存的NPs-有机、重金属污染物-不同特征表面三者之间的相互作用机制。为深入了解纳米颗粒和有机、无机污染物共存环境中二者在不同特征表面的吸附行为和相互作用提供理论依据,并为预测与评估纳米颗粒与有机、无机污染物共存在环境中的行为特征和生物有效性提供理论支持。主要结果如下:1、在负电荷黏土矿物沸石表面,复合体系中有机无机污染物(TC/Cd²⁺)和TiO₂ NPs之间的共吸附行为均表现为相互拮抗作用,即在共存体系中污染物与TiO₂NPs在沸石表面的迁移性增强。单一和复合体系中Cd²⁺和TiO₂ NPs在沸石上的吸附符合Sips模型,与单一Cd和单一TiO₂ NPs体系相比,Cd+TiO₂ NPs复合体系中沸石对Cd²⁺和TiO₂ NPs的理论最大吸附量(Q_{m S})分别减小8.75%和23.33%。Cd+TiO₂ NPs复合体系中Cd²⁺与TiO₂ NPs之间的相互拮抗作用在低温酸性环境中更明显。表征结果证实,TiO₂ NPs与Cd²⁺之间的拮抗作用是二者争抢沸石表面吸附位点（-OH和沸石结构边缘水解断裂的Si-O/Al-O键）造成的。此外,Cd²⁺和TiO₂ NPs对沸石上孔隙结构的填充和堵塞也导致复合体系中Cd²⁺和TiO₂ NPs吸附量减小。复合体系中被吸附在沸石上的TiO₂ NPs会为Cd²⁺提供新的静电引力吸附位点（-OH）,复合体系中的Cd²⁺和TiO₂ NPs之间通过静电引力结合成为Cd-TiO₂ NPs复合体并一同吸附于沸石上,因此复合体系中Cd²⁺吸附亲和力增大。而对于TC+TiO₂ NPs复合体系,Sips模型拟合结果表明,与单一TC和单一TiO₂NPs体系相比,TC+TiO₂ NPs复合体体系中TC与TiO₂ NPs的Q_{m S}分别减少45.37%和46.67%。TC与TiO₂ NPs在沸石上的相互拮抗作用在高温中性环境中更强。TC+TiO₂ NPs复合体系中TC和TiO₂ NPs同样竞争沸石表面吸附位点（-OH）,此外有机大分子TC和TiO₂ NPs对沸石表面孔结构堵塞和填充作用更强,TC对沸石的包裹作用进一步减少了沸石上的可吸附位点,上述原因造成了TC和TiO₂ NPs之间的拮抗作用要强于Cd²⁺和TiO₂ NPs。而复合体系中TC和TiO₂ NPs之间通过氢键作用相结合,这种相互作用导致复合体系中TiO₂ NPs的团聚体体积减小,这也导致沸石表面吸附的TiO₂ NPs数量减少。2、在负电荷多孔固体椰壳碳表面,复合体系中出现的TiO₂ NPs对有机无机污染物(TC/Cd²⁺)的吸附行为均表现为拮抗作用。Cd+TiO₂ NPs复合体系中的Cd²⁺对TiO₂ NPs吸附行为表现为拮抗作用,但TC+TiO₂ NPs复合体系中的TC对TiO₂ NPs的吸附表现为促进作用。Cd²⁺+TiO₂ NPs复合体系中,Sips模型拟合所得的Cd²⁺和TiO₂ NPs的Q_{m S}分别减少2.05%和54.46%。TiO₂ NPs与Cd²⁺之间的拮抗作用是由于共存体系中出现的TiO₂ NPs及Cd²⁺会争抢椰壳碳表面及孔隙中的吸附位点（-OH和-COOH）,造成Cd²⁺和TiO₂ NPs吸附量减小。此外,Cd+TiO₂ NPs复合体系中TiO₂ NPs团聚体体积增大,这导致TiO₂ NPs团聚体难以扩散进入椰壳碳的孔隙结构中,因此复合体系中TiO₂ NPs吸附量降幅更大。TC+TiO₂ NPs复合体系中,TC的Q_{m S}减少57.99%,TiO₂ NPs的Q_{m S}增大12.12%。复合体系中出现的TiO₂ NPs不仅会争抢椰壳碳上的氢键结合位点,还会抑制椰壳碳与TC之间的π-π/n-π键相互作用,造成TC两个主要吸附方式被抑制,而TiO₂ NPs对椰壳碳孔结构的堵塞同样影响了TC的孔径填充作用。TC对TiO₂NPs吸附量的促进作用分为两方面,一方面TC通过桥连作用促进了TiO₂ NPs在椰壳碳表面的吸附,另一方面复合体系中的TC造成TiO₂ NPs团聚体体积减小,增强了TiO₂ NPs在椰壳碳孔隙中的吸附,导致复合体系中椰壳碳上TiO₂ NPs的吸附量增大。3、在正电荷黏土矿物磁化高岭土表面,Cd+TiO₂ NPs复合体系出现的TiO₂NPs对Cd²⁺在磁化高岭土上的吸附表现为促进作用,Cd²⁺对TiO₂ NPs在磁化高岭土上的吸附表现为拮抗作用。而TC+TiO₂ NPs复合体系中的TiO₂ NPs和TC在磁化高岭土上的共吸附行为表现为协同吸附。Cd+TiO₂ NPs复合体系中Cd²⁺吸附量平均增大31.56%,TiO₂ NPs总吸附量及稳定态TiO₂ NPs吸附量分别减小19.57%和17.71%。虽然TiO₂ NPs抑制了Cd²⁺的孔隙填充作用,并占据了部分磁化高岭土上的-OH吸附位点,但磁化高岭土表面被吸附的TiO₂ NPs为Cd²⁺提供了额外的静电引力吸附位点,造成Cd²⁺吸附量大于单一Cd体系。而对于Cd+TiO₂ NPs复合体系中的TiO₂ NPs,Cd²⁺的出现一方面占据了部分-OH吸附位点,另一方面Cd²⁺还会抑制TiO₂ NPs与Fe-O之间的氢键作用,造成复合体系中TiO₂ NPs总吸附量和稳定态吸附量均减小;与单一Cd体系相比,Cd+TiO₂NPs复合体系中Cd²⁺的脱附量增大122.73%,这是由于复合体系中吸附于TiO₂ NPs表面的Cd²⁺造成TiO₂ NPs与磁化高岭土之间的静电引力作用减弱,导致吸附于TiO₂NPs上的Cd²⁺更容易随TiO₂ NPs一同脱附。在TC+TiO₂ NPs复合体系中,TC吸附量平均增大2.02%。吸附于磁化高岭土表面的TiO₂ NPs一方面增加了磁化高岭土表面的-OH和负电荷数量,另一方面TiO₂ NPs在磁化高岭土表面的吸附也抑制了TC在磁化高岭土表面的π-π或n-π键相互作用,导致TC吸附量增幅小于Cd²⁺。复合体系中,TiO₂ NPs的吸附量平均增大57.59%,而磁化高岭土表面稳定吸附态TiO₂ NPs的吸附量平均减少29.07%,同时TC脱附量增大45.26%;复合体系中吸附于TiO₂ NPs上的TC的二甲氨基质子化造成磁化高岭土表面吸附的TiO₂ NPs稳定性减弱,导致TC和TiO₂ NPs更容易从磁化高岭土表面脱附,重新进入环境。4、不同特征表面的电荷性质是决定Cd²⁺和TiO₂ NPs之间共吸附行为（拮抗或者促进作用）的主要因素。而对于负电荷表面（沸石和椰壳碳）,孔隙度则决定了Cd²⁺与TiO₂ NPs在负电荷表面的相互拮抗作用强度。孔隙度、官能团种类及电荷性质共同决定了TC+TiO₂ NPs复合体系中TC和TiO₂NPs在不同特征表面的共吸附行为。在携带相同电性的表面,如椰壳碳和沸石,孔隙度和官能团种类决定了TC+TiO₂ NPs复合体系中TC和TiO₂ NPs在固体表面的共吸附行为。