水环境中重金属和磷酸盐对生态环境造成严重污染,影响人类的身体健康。本文对β-乳球蛋白采取碱性加热处理制备出β-乳球蛋白纳米纤维,借助β-乳球蛋白纳米纤维的黏附作用,以大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂（记作D201）为基底,通过真空抽滤的方法制备出树脂基纤维氧化锆膜（记作D201-fiber-ZrO₂）,并用以上两种材料去除水中的重金属和磷酸盐。本实验通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅氏转换红外光谱分析（FT-IR）等表征仪器对材料进行微观形貌和基团结构的分析。结果表明:β-乳球蛋白纳米纤维具有纤维状非晶体纳米结构,长度2μm,直径5 nm。负载氧化锆（ZrO₂）后的β-乳球蛋白纳米纤维长度不变,直径变为13nm,其中ZrO₂颗粒直径为7 nm。首先用β-乳球蛋白纳米纤维对含铅废水进行批量处理实验。在高浓度Ca（Ⅱ）/Mg（Ⅱ）/Na（Ⅱ）离子共存的条件下,材料对Pb（Ⅱ）仍表现出高效的选择吸附性能。其次,动力学结果证明β-乳球蛋白纳米纤维能在60s内快速吸附Pb（Ⅱ）并达到吸附平衡。更显著的是,所得β-乳球蛋白纳米纤维的实际应用能力（约44 m³的污染废水/kg吸附剂）,远远超过商业离子交换树脂,出水浓度低于世界卫生组织推荐的饮用水标准（10μg/L）。材料对Pb（Ⅱ）显著的吸附性能可归因于超细纳米纤维结构和蛋白质上丰富的氨基酸基团。此外,在纤维上原位合成亚10 nm ZrO₂,以D201粉末为基底,通过真空抽滤的方法制备D201-fiber-ZrO₂膜。材料对Pb（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）、Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、F^-、P（Ⅴ）都具有高效吸附能力,并且对Pb（Ⅱ）、F^-、P（Ⅴ）表现出优异的选择吸附行为。pH影响实验表明材料能在宽泛pH范围内对目标污染物高效去除。用材料过滤含多种目标污染物的混合液时,对每种污染物离子都具有强大的去除能力,并且循环5次以上效率都保持在99.9%。此外,D201-fiber-ZrO₂膜能够对高浓度（100 mg/L）和低浓度（10 mg/L）的P（Ⅴ）、Cr（Ⅵ）、Pb（Ⅱ）溶液表现出高效的处理能力。综上所述,这些结果都表明D201-fiber-ZrO₂膜将能够很好缓解重金属以及磷酸盐等阴离子污染物带来的环境污染问题。