近年来,伴随着人口的增长、工业化进程的加快,大量的生活污水、工业废水及固体废弃物流入环境中,造成环境中重金属和有机物在相当长的时间内保持较高的水平。环境中的污染物通过降水和径流等多种途径进入养殖水体并逐渐蓄积于底泥之中,在造成底泥复合污染的同时,严重威胁着水产品的质量。我国作为水产养殖大国,国民对于养殖水产品的需求量十分巨大,为了确保人体健康和水产养殖业的可持续发展,研究环境友好且成本低廉的底泥修复技术很有必要。本文选取现场采集的养殖底泥作为修复对象,以两类典型的污染物重金属（HMs）和疏水性有机物（HOCs）作为目标污染物,以菲律宾蛤仔为受试生物,并同时引入基于薄膜梯度扩散装置（DGT）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）的被动采样技术,阐述了天然沸石和磁性活性炭（Magnetic activated carbon,MAC）两种修复材料对底泥中污染物生物累积和生物有效性的影响,重点评估了PDMS在修复效果预测方面的可行性和可靠性。研究结果如下:（1）在本课题组前期的调查与研究的基础上分析了样点底泥的理化性质和主要污染物浓度与组成。三个样点底泥在粒径分布、比表面积和有机质含量等方面存在一定的差异,这可能与所在地区的土壤条件和周围的环境密切相关;样点底泥中四种重金属（Cu、Pb、Cd、Cr）和四种HOCs（OCPs、PAHs、PEs、PBDEs）均有检出,其中重金属主要以Cu和Pb为主,PAHs和PBDEs是样点底泥中检出浓度较高、检出种类较多的有机物。所选样点池塘底泥重金属和HOCs污染情况与不容乐观,部分污染物已具有潜在的生态风险。（2）基于天然沸石在控制底泥中氮磷等营养物质的释放和稳定重金属方面的优良作用,进一步研究了其对底泥中疏水性有机污染物的稳定效果。研究结果证明了天然沸石具有稳定沉积物中HOCs的潜力,但效果欠佳:在沉积物中添加天然沸石（底泥干重10%）后,菲律宾蛤仔中四种HOCs（OCPs、PAHs、PEs和PBDEs）的生物累积减少了10%-38%;通过PDMS被动采样测定的沉积物孔隙水中HOCs的自由溶解浓度(C_free)也有6.8%～20%的降低;还发现底泥的理化性质（粒径和比表面积）和HOCs的Kow值是影响沸石稳定效果的重要因素,HOCs的Kow越高,C_free下降率越大;底泥粒径越大、比表面积越小,C_free下降越明显;通过PDMS被动采样方法建立的计算模型可有效预测天然沸石添加组沉积物中PAHs和PBDEs的生物累积,且计算得到的C_b,lip值与实测值相差不超过5倍。（3）为了进一步加强对底泥中普遍存在的重金属和多环芳烃的稳定效果,由普通煤基活性炭（PAC）通过共沉淀法制备了MAC并深入研究了MAC和PAC对Cd²⁺和PHE的吸附性能。电镜扫描显示合成的MAC表面性质均一,磁性物质负载良好,在水中可通过外加磁场实现快速分离;准二级吸附动力学可以很好的描述MAC对Cd²⁺和PHE的吸附过程,说明吸附过程主要受化学作用控制,且主要发生在MAC表面;MAC对Cd²⁺和PHE的等温吸附过程分别符合Langmuir和Freundlich模型,说明吸附过程分别为单分子层吸附和多分子层,磁化作用并没有改变PAC的吸附机理,但其对PHE吸附亲和力有所下降。（4）研究了MAC用于稳定底泥中重金属和多环芳烃的效果,结果显示,添加3%的MAC分别使Cu、Cr、Pb、Cd的生物累积降低47%、45%、52%、31%,有效态浓度降低55%、36%、39%、40%,两者的差异主要与各自的性质和底泥中重金属的形态分布有关。磁化作用可以增强活性炭对四种重金属的控制效果,其中Pb最为明显,这主要得益于MAC表面的铁氧化物与Pb强烈的鳌合能力;不同剂量的MAC可以使蛤蜊体内PAHs的累积量降低22%～77%,与生物累积显著相关的底泥孔隙水中C_free也有20%～80%的降低,且高环PAHs的C_free下降率低于低环PAHs。本研究建立的剂量效应模型可以较准确的对底泥中0%～3%MAC的修复效果作出预测,但当添加的MAC超过3%时,剂量效应模型的预测结果与实际差异较大。尽管如此,本模型在为PAHs污染底泥现场修复工程设计合适的MAC剂量具有重要的指导意义。MAC还可显著降低水产品的食用风险,其中重金属的非致癌风险（THQs）和PAHs的致癌风险（ILCRs）分别降低50%和47%。修复实验结束后,可以通过外加磁场实现底泥中MAC的回收,平均回收率在72%左右,磁炭回收后底泥中重金属和PAHs的含量也有4.8%～13%和2%～60%减少,说明MAC具有将污染物从底泥中完全去除的潜力,从而避免了修复后污染物二次释放带来潜在生态风险。