综述：纳米技术与废水处理的综合评述：污染控制的协同方法

这篇综述系统探讨了绿色合成纳米颗粒（NPs）在废水处理中的创新应用，重点分析了零价金属（nZVI/Ag）、金属氧化物（TiO2/ZnO/Fe3O4）和碳基材料（CNTs/GO）通过催化降解、吸附和光催化等机制去除污染物（重金属/病原体/有机物）的潜力，同时指出其环境毒性、规模化挑战及与植物修复（phytoremediation）协同优化的未来方向。

　　

ABSTRACT

绿色合成纳米颗粒因其成本低、环境友好和操作简便，成为传统物理化学方法的可持续替代方案。面对全球清洁水资源短缺，纳米技术凭借大比表面积、高反应活性和催化潜能脱颖而出。碳纳米管（CNTs）、金属氧化物和零价金属纳米颗粒在降解有机污染物、吸附重金属和灭活病原体方面表现卓越，但规模化应用仍受制于毒性、环境残留及生产成本。未来需优化合成工艺并评估其生态长期影响。

Introduction

自Richard P. Feynman提出纳米技术概念以来，1-100 nm的纳米颗粒（NPs）在化学、生物和环境领域引发革命。植物提取物合成的NPs（如种子/叶片衍生的Ag/TiO₂）兼具抗菌和催化活性，但传统污水处理技术难以应对新兴污染物。纳米颗粒通过增强植物吸收（phytoremediation）和酶活性提升净化效率，而nZVI和TiO₂的光催化氧化能力尤其突出。

The effluent treatment and nanoparticles

水污染治理中，纳米材料通过吸附-催化协同作用靶向去除砷、铅等重金属。例如，Fe₃O₄磁性纳米颗粒可回收再利用，而ZnO纳米线对微生物膜具破坏性。但ROS生成可能干扰水生微生物平衡，需平衡效率与生态风险。

Catalytic degradation and nanoparticles

TiO₂在紫外光下产生活性氧（ROS），高效降解染料和药物残留；nZVI通过电子转移还原氯代烃。碳基材料如氧化石墨烯（GO）的π-π stacking作用可捕获苯系物，但CNTs的纤维形态可能引发肺纤维化风险。

Behavior of nanoparticles in the wastewater treatment

污水处理厂中，NPs经历物理筛分-生物降解多级流程，但部分纳米银（Ag NPs）在活性污泥中积累可能抑制硝化菌。复合纳米材料（如壳聚糖包裹nZVI）能延缓氧化并提升分散性。

Environmental hazards and toxicity issues

长期暴露于TiO₂ NPs可能导致藻类光合作用抑制，而Ag NPs对鱼类胚胎发育呈现浓度依赖性毒性。建议开发可生物降解的聚合物涂层纳米复合材料以降低环境滞留。

Conclusion

纳米技术与植物修复的联用为水污染治理提供新范式，但需建立标准化毒性评估体系。未来应聚焦纳米颗粒-微生物互作机制及低能耗回收技术，推动下一代水处理系统产业化。