代朝猛， 沈 晖， 段艳平， 刘曙光

(1.同济大学 土木工程学院， 上海 200092； 2.上海师范大学 城市发展研究院， 上海 200234)

1 研究背景

从20世纪80年代至今，纳米科学与纳米材料一直是最热门的科学研究领域之一，被誉为“二十一世纪最有前途的材料”[1]。纳米材料作为一种重要的新型材料，由于其特殊的理化性质，即小尺寸效应、界面(表面)效应、量子尺寸效应以及量子隧道效应等[2-3]，被越来越来多地应用于医药学、污染土壤的修复、污水处理、农业肥料等诸多领域[3-6]。而纳米材料的广泛应用意味着其在生产、使用、废弃处理等每一个环节都可能会不同程度地被释放到自然环境中。而土壤与地下水环境(以下简称“地下环境”subsurface environment)是几乎所有环境污染物主要的蓄积库与归宿地，纳米材料进入此环境后，其本身运移所带来的生态环境风险不可忽视，比如某些纳米材料本身具有生物毒性，可能作用于生物体并造成不可预计的后果[7-9]；同时由于其特殊的结构能够吸附携带其他污染物协同运移[10-11]，因而研究纳米材料在地下环境中的运移规律，对于定性和定量研究包括纳米材料在内的各种污染物在地下环境中的迁移、土壤与地下水环境保护以及评估生态环境风险具有重要意义。

2 纳米材料的分类

纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1～100 nm)的材料。纳米材料按照基本单元的维数可分为三类：零维(也叫量子点) ，如纳米尺度颗粒、原子团簇等；一维(也叫量子线) ，如纳米线、纳米管、纳米棒等；……