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近些年來，隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，水資源短缺和污染問題日益嚴(yán)峻。多種新污染物持續(xù)被釋放到環(huán)境中，特別是有機(jī)磷酸酯（OPEs）、鄰苯二甲酸酯（PAEs）、雙酚類（BPs）、全氟及多氟烷基物質(zhì)（PFAS）、抗生素、農(nóng)藥、多溴二苯醚（PBDEs）和多氯聯(lián)苯（PCBs）等，已廣泛存在于地表水與土壤中，甚至在飲用水中也有檢出。

新污染物可能誘發(fā)癌癥、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病以及神經(jīng)系統(tǒng)紊亂等，對人體健康的潛在威脅不容忽視。然而，目前對新污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制尚不明確，其生態(tài)與健康風(fēng)險也缺乏系統(tǒng)評估。因此，開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)且穩(wěn)定的新污染物處理技術(shù)迫在眉睫。廢水中污染物的主要處理技術(shù)包括物理法（如吸附、膜分離）、化學(xué)氧化法和生物處理法。膜分離技術(shù)通常面臨高能耗與膜污染問題，高級氧化法雖降解能力強(qiáng)但運(yùn)行成本高且可能產(chǎn)生二次污染，而生物降解法則對污染物種類具有較強(qiáng)選擇性，處理效率與穩(wěn)定性往往受限。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性與處理效能綜合來看，吸附法因其操作簡便、成本較低且去除效果穩(wěn)定而展示出顯著優(yōu)勢。

筆者總結(jié)了目前各類吸附劑在處理新污染物廢水方面的研究進(jìn)展及其作用機(jī)理，指出了吸附法在處理新污染物廢水時所面臨的挑戰(zhàn)并對未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

1、生物質(zhì)吸附劑在新污染物治理中的應(yīng)用

生物質(zhì)吸附劑主要可分為植物基材料、微生物基材料以及生物衍生材料。眾多有機(jī)材料，如動物糞便、農(nóng)業(yè)廢棄物、微藻和水生植物等，均可作為生物質(zhì)吸附劑的原料。此外，工業(yè)和污水處理廠產(chǎn)生的污泥也可作為生物質(zhì)吸附劑的原料。這些材料具有可生物降解性和循環(huán)利用性，避免對環(huán)境造成二次污染，同時可以降低使用成本。圖1總結(jié)了生物質(zhì)吸附劑的原料類型。

根據(jù)制備原料和方法的不同，生物質(zhì)吸附劑主要有活性炭（AC）、生物炭（BC）、水炭、土壤有機(jī)碳等。AC通常是以農(nóng)業(yè)廢棄物或林木為原料，經(jīng)炭化和活化（物理活化如蒸汽、CO2；化學(xué)活化如H3PO4、KOH）制備，具有高比表面積、多孔性和化學(xué)穩(wěn)定性被廣泛應(yīng)用于廢水處理。BC通常是以水生、陸生植物或農(nóng)業(yè)廢棄物為原料制備的低成本且環(huán)保的生物質(zhì)吸附劑。水炭則是通過水熱炭化制備，具有高比表面積、高孔隙率和豐富表面官能團(tuán)，被認(rèn)為是一種潛在的吸附劑。土壤有機(jī)碳來源于微生物作用形成的腐殖質(zhì)、動植物殘體和微生物體。

不同生物吸附劑對新污染物的吸附研究如表1所示。

在含OPEs的廢水中，AC、BC和土壤有機(jī)碳表現(xiàn)出良好的OPEs（包括TEP、TCEP、TCPP和TBP等）去除性能；在含PAEs的廢水中，AC和BC（用海藻或者Burk?holderiacepacia制備而成）對水中的DBP、DEHP具有很好的吸附效果，小麥秸稈BC和花生殼BC也對DMP、DEP具有較好的去除效果；在含BPs的廢水中，土壤有機(jī)碳和BC具有較好的應(yīng)用效果；AC對PFAS，如PFOS、PFOA，吸附效果良好；BC和水炭在吸附去除水中抗生素方面均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，其中，水炭對四環(huán)素類抗生素的吸附效果尤為突出；由椰子殼、桉樹皮、玉米芯和竹片等制成的BC，能有效去除廢水中的農(nóng)藥（如敵敵畏、阿特拉津、吡蟲啉）；由玉米秸稈和松針制成的BC，對廢水中的PBDEs（多溴二苯醚）和PCBs（多氯聯(lián)苯）吸附效果顯著。

生物質(zhì)吸附劑對新污染物的吸附機(jī)制主要包括物理吸附（如范德華力、毛細(xì)管作用）和化學(xué)吸附（如氫鍵、π-π作用、離子交換），主要依賴于其多孔結(jié)構(gòu)和豐富的表面官能團(tuán)，如表1所示。

2、天然礦物質(zhì)吸附劑在新污染物治理中的應(yīng)用

天然礦物質(zhì)因其比表面積大、活性中心豐富對污染物具有優(yōu)異的去除性能，在新污染物廢水治理中展現(xiàn)出巨大潛力。天然礦物（如鐵礦，黏土礦物中的蒙脫石、高嶺石，火成巖，膨潤土）因具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在新污染物吸附領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。不同天然礦物質(zhì)對新污染物的吸附研究見表2。

黏土礦物如蒙脫石和高嶺石具有大的比表面積和層狀結(jié)構(gòu)，表面帶大量負(fù)電荷，可以提供大量的吸附、絡(luò)合位點(diǎn)和陽離子交換位點(diǎn)，對多種農(nóng)藥（如百草枯、麥草畏、溴氰菊酯和阿特拉津）具有較好的去除效果。蒙脫石、胡敏酸-蒙脫石復(fù)合體對PCBs的兩種同系物（2-CB、4-CB）具有良好的吸附效果；由膨潤土（以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦物）、氧化石墨烯和ZIF-8（一種金屬有機(jī)框架）制成的復(fù)合材料，對二嗪磷和毒死蜱等兩種OPEs具有優(yōu)異吸附性能?；鸪蓭r具有多孔結(jié)構(gòu)和大比表面積，通過范德華力、毛細(xì)管作用及金屬離子絡(luò)合作用對TCPP具有較好的吸附效果。水鐵礦、針鐵礦和菱鐵礦等天然鐵礦石具有較高的表面活性、電荷特性，可以與BPA分子中的酚羥基形成氫鍵和靜電作用。此外，鐵氧化物的還原性質(zhì)可能促進(jìn)BPA發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化，從而增強(qiáng)其去除效果。

3、合成材料吸附劑在新污染物治理中的應(yīng)用

目前，用于新污染物吸附的主要合成材料有金屬有機(jī)框架（MOFs）、合成樹脂和分子印跡聚合物（MIP）等。MOFs由金屬中心和有機(jī)配體組成，具有多孔性、可修飾性、活性位點(diǎn)多和孔道結(jié)構(gòu)有序的特點(diǎn)。合成樹脂是通過化學(xué)合成的高分子化合物，常用吸附樹脂有酚醛樹脂和聚氯乙烯樹脂，具有孔徑大、比表面積大、孔容大、疏水性和表面惰性。分子印跡聚合物是一類具有特定“分子識別”功能的合成材料，其核心特征是在制備過程中，圍繞目標(biāo)分子（模板分子）構(gòu)建出與模板分子空間結(jié)構(gòu)互補(bǔ)且?guī)в刑囟ㄗ饔梦稽c(diǎn)（如氫鍵、靜電作用位點(diǎn)）的三維空腔或孔隙。這種結(jié)構(gòu)賦予材料對模板分子的“靶向識別能力”，能特異性結(jié)合并截留目標(biāo)分子，從而實(shí)現(xiàn)選擇性吸附，廣泛應(yīng)用于色譜、傳感器和污染物去除等領(lǐng)域。

合成材料對新污染物的吸附研究如表3所示。

MOFs是由金屬離子或金屬簇與有機(jī)配體自組裝形成的多孔材料，具有高比表面積和可調(diào)節(jié)的孔隙結(jié)構(gòu)，可以通過物理吸附（如范德華力）和化學(xué)吸附（如氫鍵、π-π作用和金屬配位）來捕獲OPEs、PFAS、農(nóng)藥類污染物，對TCEP和TCPP具有較好的吸附效果。疏水性樹脂（如XAD4疏水樹脂）通過疏水作用吸附弱極性的TBP、TPhP、TPPO分子，而親水性樹脂（如XAD7hP親水樹脂）則通過氫鍵和偶極-偶極相互作用吸附極性較強(qiáng)的TCEP和TCPP分子。鐵氧化物水合物（HD1）樹脂具有磁性、大比表面積和豐富的表面官能團(tuán)，可以通過磁性吸附、靜電作用、絡(luò)合吸附作用捕獲TCEP分子。陰離子交換樹脂通過陰離子與帶負(fù)電的PFAS形成離子交換作用，從而實(shí)現(xiàn)對新污染物的吸附。MIP通過其預(yù)設(shè)計的分子識別位點(diǎn)特異性地吸附目標(biāo)PFAS或目標(biāo)農(nóng)藥分子（如敵草?。€可以通過其微孔結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán)與抗生素（如多西環(huán)素、CIP、青霉素G和阿莫西林分子）形成氫鍵、π-π作用和疏水作用，實(shí)現(xiàn)吸附。β-環(huán)糊精聚合物通過其內(nèi)部的疏水腔和外部的親水基團(tuán)形成包合作用、氫鍵，捕獲疏水性的PFAS分子或農(nóng)藥分子（如波爾多液、嘧菌酯等）。Fe3O4@COF磁性共價有機(jī)框架材料結(jié)合了磁性納米粒子的磁性和COFs的高比表面積及化學(xué)功能性，通過磁性吸附、物理吸附和化學(xué)吸附作用捕獲PBDEs分子。

4、納米材料吸附劑在新污染物治理中的應(yīng)用

納米材料是1~100nm的超細(xì)顆粒，可表現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)維度，如圖2所示。新污染物廢水處理中常用的納米材料主要有碳納米管、石墨烯和磁性納米粒子。

表4展示了不同納米材料對新污染物的吸附情況。

碳納米管具有高的比表面積和管狀結(jié)構(gòu)，提供了大量的吸附位點(diǎn)，通過π-π作用、范德華力和疏水作用對OPEs（如TCEP、TCPP、TnBP、TBEP、TPhP、TCrP）、磷酸鹽、PFAS（如PFOS、PFHxS、PFOA）和農(nóng)藥（如阿特拉津）實(shí)現(xiàn)吸附。氮摻雜碳納米材料通過其表面官能團(tuán)與雙酚類物質(zhì)形成氫鍵和π-π作用，以及通過疏水作用吸附疏水性的BPs分子。石墨烯基吸附劑能夠通過多種機(jī)制有效吸附抗生素及阿特拉津等污染物。對于如TC、CIP和SMX等抗生素，其吸附作用主要依賴于石墨烯表面的π-π作用（與抗生素分子中的芳香環(huán)結(jié)構(gòu)結(jié)合）、氫鍵及表面官能團(tuán)的絡(luò)合作用。而對于阿特拉津分子，石墨烯基吸附劑則憑借其高比表面積、豐富表面官能團(tuán)與污染物之間的疏水作用、氫鍵和π-π作用實(shí)現(xiàn)高效吸附。磁性共價有機(jī)框架（COFs）功能化的Fe3O4納米粒子結(jié)合了Fe3O4納米粒子的磁性和COFs的高比表面積及化學(xué)功能性，通過物理吸附和化學(xué)吸附作用捕獲吡蟲啉分子。

5、吸附材料對新污染物吸附性能的對比

表5對比了4類吸附劑（生物質(zhì)、天然礦物質(zhì)、合成高分子及納米材料）在廢水處理中的優(yōu)缺點(diǎn)。生物質(zhì)吸附劑因含有大量羥基、羧基等活性基團(tuán)且種類多樣，具備天然優(yōu)勢，但其吸附容量小、效率低、循環(huán)性能差，且當(dāng)其尺寸較小時，分離回收困難，還可能導(dǎo)致二次污染。天然礦物質(zhì)吸附劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但對污染物選擇性不足。合成高分子吸附劑具有高吸附容量、高選擇性及良好的化學(xué)穩(wěn)定性與機(jī)械性能，但合成工藝復(fù)雜、成本高，再生效率有限。納米材料吸附劑憑借高比表面積和豐富的活性位點(diǎn)對新污染物的吸附性能優(yōu)異，但其制備成本高昂、回收困難，且二維材料在水中穩(wěn)定性差，可能引發(fā)二次污染。總體而言，各類材料在環(huán)保性、效率、成本及可操作性方面存在顯著差異，需結(jié)合應(yīng)用場景權(quán)衡選擇。

6、結(jié)語與展望

吸附法作為一種高效且經(jīng)濟(jì)的水處理技術(shù)，已在去除多種新污染物方面取得顯著進(jìn)展。針對不同類型吸附劑如生物質(zhì)、天然礦物質(zhì)、合成高分子和納米材料吸附劑的研究不斷深入，各類吸附劑在不同污染物去除中展示了良好的應(yīng)用效果。然而，實(shí)際水體中復(fù)雜基質(zhì)帶來的競爭吸附效應(yīng)、吸附劑再生困難、運(yùn)行成本高以及潛在二次污染等問題，仍是制約其規(guī)?；瘧?yīng)用的瓶頸。此外，吸附劑對低濃度新污染物的富集能力及長期穩(wěn)定性亦有待進(jìn)一步提升。

未來吸附技術(shù)的發(fā)展應(yīng)注重材料設(shè)計、機(jī)理研究與應(yīng)用策略3個層面的協(xié)同創(chuàng)新。在材料層面，應(yīng)著力開發(fā)高性能、低環(huán)境風(fēng)險的新型吸附材料，如通過對天然礦物進(jìn)行改性以增強(qiáng)其選擇性，設(shè)計具有定向識別功能的分子印跡聚合物或多功能復(fù)合材料，提升生物炭等綠色吸附材料的循環(huán)利用性和機(jī)械強(qiáng)度。在機(jī)理層面，需借助先進(jìn)表征技術(shù)與理論計算，從分子水平深入揭示污染物與吸附劑間的作用機(jī)制，特別是在復(fù)雜水體環(huán)境中的競爭吸附行為和界面過程，為吸附劑的設(shè)計提供理論指導(dǎo)。在應(yīng)用層面，應(yīng)積極推進(jìn)吸附技術(shù)與其他水處理技術(shù)（如膜分離、高級氧化、生物降解等）的耦合使用，構(gòu)建協(xié)同治理體系，以實(shí)現(xiàn)對新污染物的深度去除與吸附劑的原位再生，同時系統(tǒng)評估技術(shù)集成路線的經(jīng)濟(jì)可行性與環(huán)境可持續(xù)性。