利用植物提取液绿色合成纳米铁具有快速、无毒、环保的特点，已经成为一种替代性强、环境友好的新技术。在本研究中，我们用桉树叶提取液成功合成了绿色纳米铁(EL-Fe NPs)，并用于从水溶液中Cr(VI)的去除。首先，对合成的EL-Fe NPs的形貌、表面和组成进行了探究。分析TEM谱图可知纳米铁的粒径约100 nm，表面覆盖着一层絮状物，结合FTIR、 XRD和XPS表征结果发现该絮状物主要成分为桉树叶提取液中的生物大分子。此外， GC-MS分析了桉树叶提取液中的主要成分，其中醇酚和烷基醛主要起到还原剂作用，而醇酸、烷醇、植物醇、乙酸酯和芳香酮则起稳定剂的作用。从而得出醛、酚和醇类化合物在EL-Fe NPs合成中起主导作用。最后，基于以上结果提出了EL-Fe NPs可能的合成机理。同时，还探究了温度、pH值、初始Cr(VI)浓度和EL-Fe NPs投加量等参数对Cr(VI) 去除效果的影响。结果表明，在最佳实验条件下，EL-Fe NPs对去除Cr(VI)和总铬的去除率分别达到98.6%和84.6%，重复使用4次后，Cr(VI)的去除率仍达到55.7%。应用SEM、EDS、FTIR、XRD、DLS等表征技术反应前后的对纳米颗粒进行表征，揭示了Cr吸附在了EL-Fe NPs的表面。条件实验拟合结果遵循还原动力学伪二阶模型，其中吸附过程更符合Langmuir模型(R2=0.9998)， 最大吸附量Qm和常数b分别为20.45 mg/g和3.596 L/mg。基于上述所有结果提出了EL-Fe NPs对Cr(VI)去除的机制。最后，为了进一步探究共存离子等环境因素对Cr(VI)的去除效率，研究了Cu（II）等存在下对Cr（VI）去除率的影响。结果表明，共存金属离子会与铬（VI）产生竞争作用，降低了Cr（VI）的去除率，在实际水体应用中，绿色合成纳米铁各类金属离子均具有去除作用。

地下水Cr(VI)污染修复是当前急需解决的水环境污染问题之一，纳米铁用于修复地下水Cr(VI)污染具有潜在优势，然而存在成本高、易团聚沉降氧化等瓶颈问题。利用植物提取液作为还原剂与铁盐作用绿色合成多功能纳米铁，能够有效降低纳米铁合成成本，提高纳米铁的抗氧化性、分散性和吸附性，使得大规模原位修复成为可能。然而，植物提取液合成纳米铁的机理和绿色纳米铁还原Cr(VI)的影响机制尚不清楚。桉树是世界上三大速生丰产树种之一，桉树叶含有多酚、黄酮、有机酸等多种活性物质。本项目提出采用桉树叶提取液合成纳米铁，分析桉树叶提取液有效成分，揭示绿色合成纳米铁的机理；探讨绿色合成纳米铁还原Cr(VI)的影响机制；以及地下水中各类共存物质（如有机物、无机离子等）对绿色合成纳米铁去除Cr(VI)效率的影响。项目研究成果将为绿色合成纳米铁用于修复地下水Cr(VI)污染提供技术支持。

地下水是人类宝贵的淡水资源，但随着社会工业化进程的不断发展，废水排放、工业废渣、农业灌溉、填埋场泄漏、石化原料的运输管线和储罐的破损等都有可能造成地下水污染，使原本紧张的水资源短缺问题更加严重，而且给人居健康、食品安全、饮用水安全、区域生态环境、经济社会可持续发展甚至社会稳定构成严重威胁与挑战，地下水污染修复已成为当前备受公众和社会关注的环境问题。

《地下水污染——迁移与修复（原著第二版）》是一本可供研究人员和工程师参考的有关地下水污染与修复的全新的著作。该书理论联系实际，着重阐述专业人员急需解决的地下水污染的预防、迁移与修复问题，尤其是非常复杂的污染物迁移问题。

污染地下水的修复技术包括抽提技术、气提技术、空气吹脱技术、生物修复技术、渗透反应墙技术、原位化学修复等。

地下水污染修复抽提技术

抽提处理是采用水泵将地下水抽出来，在地面得到合理的净化处理，并将处理后的水重新注入地下或排入地表水体。这种处理方式对抽取出来的水中污染物能够进行高效去除，但不能保证全部地下水尤其是岩层中的污染物得到有效去除。

地下水污染修复气提技术

利用真空泵和井，在受污染区域利用负压诱导或正压产生气流，将吸附态、溶解态或自由相的污染物转变为气相，抽提到地面，然后再进行收集和处理。典型的气提系统包括抽提井、真空泵、湿度分离装置、气体收集装置、气体净化处理装置和附属设备等。

气提技术的主要优点包括：① 能够原位操作，比较简单，对周围干扰小；② 有效去除挥发性有机物；③ 在可接受的成本范围内，能够处理较多的受污染地下水；④ 系统容易安装和转移；⑤ 容易与其他技术组合使用。在美国，气提技术几乎已经成为修复受加油站污染的地下水和土层的“标准”技术。气提技术适用于渗透性均质较好的地层。

地下水污染修复空气吹脱技术

空气吹脱是在一定的压力条件下，将压缩空气注入受污染区域，将溶解在地下水中的挥发性化合物，吸附在土颗粒表面上的化合物，以及阻塞在土壤空隙中的化合物驱赶出来。空气吹脱包括三个过程：① 现场空气吹脱；② 挥发性有机物的挥发；③ 有机物的好氧生物降解。相比较而言，吹脱和挥发作用进行较快，而生物降解进程缓慢。在实际应用中，通常将空气吹脱技术与气提技术组合，得到单一技术无法达到的效果。

地下水污染修复生物修复技术

生物修复是利用微生物降解地下水中污染物，并将其最终转化为无机物质的技术，分为原位强化生物修复法和生物反应器法。原位强化生物修复是在污染土壤不被搅动情况下，在原位和易残留部位之间进行处理。这个系统主要是将抽提地下水系统和回注系统（注入空气或H₂O₂、营养物和已驯化的微生物）结合起来，来强化有机污染物的生物降解。而生物反应器的处理方法是强化生物修复方法的改进，就是将地下水抽提到地上部分用生物反应器加以处理的过程。近年来，生物反应器的种类得到了较大的发展。连泵式生物反应器、连续循环升流床反应器、泥浆生物反应器等在修复污染的地下水方面已初见成效。

地下水污染修复渗透反应墙（PRB）技术

渗透反应墙技术是近年来迅速发展的适用于地下水污染的原位修复技术，又称为活性渗滤墙。它是在污染物区域下游设置具有高渗透性的活性材料墙体，使得污染羽中的污染物被截留并得到处理，地下水得到净化。美国环保局（UNEP）将PRB定义为一个填充有活性材料的被动反应区，当含有污染物的地下水在天然水力坡度下通过预先设计好的介质时，溶解的有机物、金属、核素等污染物能被降解、吸附、沉淀或去除。屏障中含有降解挥发性有机物的还原剂、固定金属的络（螯）合剂、微生物生长繁殖所需的营养物和氧气或其他物质。其中，活性材料选择是PRB修复效果良好与否的关键。活性材料通常要求具有以下特性：

① 对污染物吸附降解能力强，活性保持时间长；

② 在天然地下水条件下保持稳定；

③ 墙体变形较小；

④ 抗腐蚀性较好；

⑤ 材料稳定性好，生态安全性良好，不能导致有害副产品进入地下水。

当前，实验室研究的活性材料，主要有：用于物理吸附的活性炭、沸石、有机黏土；用于化学吸附的磷酸盐、石灰石、零价铁和生物作用的微生物材料等。最常用的材料为零价铁。

与传统的地下水处理技术相比较，PRB技术是一个无需外加动力的被动系统。特别是该处理系统的运转在地下进行，不占地面空间，比原来的泵抽取技术要经济、便捷。PRB一旦安装完毕，除某些情况下需要更换墙体反应材料外，几乎不需要其他运行和维护费用。实践表明，与传统的地下水抽出再处理方式相比，该基础操作费用至少节约30%以上。

地下水污染修复原位化学修复技术

化学还原修复技术是利用化学还原剂将污染环境中的污染物质还原从而去除的方法，多用于地下水的污染治理，是在欧美等发达国家新兴起来的用于原位去除污染水中有害组分的方法，主要修复地下水中对还原作用敏感的污染物，如铬酸盐、硝酸盐和一些氯代试剂，通常反应区设在污染土壤的下方或污染源附近的含水土层中。根据采用的不同还原剂，化学还原修复法可以分为活泼金属还原法和催化还原法。前者以铁、铝、锌等金属单质为还原剂，后者以氢气及甲酸、甲醇等为还原剂，一般都必须有催化剂存在才能使反应进行。常用的还原剂有SO₂、H₂S气体和零价Fe胶体等。其中零价Fe胶体是很强的还原剂，能够还原硝酸盐为亚硝酸盐、氮气或氨氮。零价Fe胶体能够脱掉很多氯代试剂中的氯离子，并将可迁移的含氧阴离子和含氧阳离子转化成难迁移态。零价Fe既可以通过井注射，又可以放置在污染物流经的路线上，或者直接向天然含水土层中注射微米甚至纳米零价Fe胶体。

地下水污染修复电动力学修复技术

电化学动力修复技术是利用电动力学原理对土壤及地下水环境进行修复的一种绿色修复新技术，可以用来清除一些有机污染物和重金属离子，具有环境相容性、多功能适用性、高选择性、适于自动化控制、运行费用低等特点。在电动修复过程中，金属和带电荷的离子在电场的作用下发生定向迁移，然后在设定的处理区进行集中处理；同时在电极表面发生电解反应，阳极电解产生氢气和氢氧根离子，阴极电解产生氢离子和氧气，而对于大多数非极性有机污染物，则通过电渗析的方式去除。近年来，电化学动力修复技术越来越多地和其他技术或辅助材料相结合，如超声技术 。