近些年来，随着工业、农业的发展和人们生活水平的提高，水资源短缺和污染问题日益严峻。多种新污染物持续被释放到环境中，特别是有机磷酸酯（OPEs）、邻苯二甲酸酯（PAEs）、双酚类（BPs）、全氟及多氟烷基物质（PFAS）、抗生素、农药、多溴二苯醚（PBDEs）和多氯联苯（PCBs）等，已广泛存在于地表水与土壤中，甚至在饮用水中也有检出。

新污染物可能诱发癌症、内分泌系统疾病以及神经系统紊乱等，对人体健康的潜在威胁不容忽视。然而，目前对新污染物在环境中的迁移转化机制尚不明确，其生态与健康风险也缺乏系统评估。因此，开发高效、经济且稳定的新污染物处理技术迫在眉睫。废水中污染物的主要处理技术包括物理法（如吸附、膜分离）、化学氧化法和生物处理法。膜分离技术通常面临高能耗与膜污染问题，高级氧化法虽降解能力强但运行成本高且可能产生二次污染，而生物降解法则对污染物种类具有较强选择性，处理效率与稳定性往往受限。从技术经济性与处理效能综合来看，吸附法因其操作简便、成本较低且去除效果稳定而展示出显著优势。

笔者总结了目前各类吸附剂在处理新污染物废水方面的研究进展及其作用机理，指出了吸附法在处理新污染物废水时所面临的挑战并对未来的发展趋势进行了展望。

1、生物质吸附剂在新污染物治理中的应用

生物质吸附剂主要可分为植物基材料、微生物基材料以及生物衍生材料。众多有机材料，如动物粪便、农业废弃物、微藻和水生植物等，均可作为生物质吸附剂的原料。此外，工业和污水处理厂产生的污泥也可作为生物质吸附剂的原料。这些材料具有可生物降解性和循环利用性，避免对环境造成二次污染，同时可以降低使用成本。图1总结了生物质吸附剂的原料类型。

根据制备原料和方法的不同，生物质吸附剂主要有活性炭（AC）、生物炭（BC）、水炭、土壤有机碳等。AC通常是以农业废弃物或林木为原料，经炭化和活化（物理活化如蒸汽、CO2；化学活化如H3PO4、KOH）制备，具有高比表面积、多孔性和化学稳定性被广泛应用于废水处理。BC通常是以水生、陆生植物或农业废弃物为原料制备的低成本且环保的生物质吸附剂。水炭则是通过水热炭化制备，具有高比表面积、高孔隙率和丰富表面官能团，被认为是一种潜在的吸附剂。土壤有机碳来源于微生物作用形成的腐殖质、动植物残体和微生物体。

不同生物吸附剂对新污染物的吸附研究如表1所示。

在含OPEs的废水中，AC、BC和土壤有机碳表现出良好的OPEs（包括TEP、TCEP、TCPP和TBP等）去除性能；在含PAEs的废水中，AC和BC（用海藻或者Burk⁃holderiacepacia制备而成）对水中的DBP、DEHP具有很好的吸附效果，小麦秸秆BC和花生壳BC也对DMP、DEP具有较好的去除效果；在含BPs的废水中，土壤有机碳和BC具有较好的应用效果；AC对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现出优异的性能，其中，水炭对四环素类抗生素的吸附效果尤为突出；由椰子壳、桉树皮、玉米芯和竹片等制成的BC，能有效去除废水中的农药（如敌敌畏、阿特拉津、吡虫啉）；由玉米秸秆和松针制成的BC，对废水中的PBDEs（多溴二苯醚）和PCBs（多氯联苯）吸附效果显著。

生物质吸附剂对新污染物的吸附机制主要包括物理吸附（如范德华力、毛细管作用）和化学吸附（如氢键、π-π作用、离子交换），主要依赖于其多孔结构和丰富的表面官能团，如表1所示。

2、天然矿物质吸附剂在新污染物治理中的应用

天然矿物质因其比表面积大、活性中心丰富对污染物具有优异的去除性能，在新污染物废水治理中展现出巨大潜力。天然矿物（如铁矿，黏土矿物中的蒙脱石、高岭石，火成岩，膨润土）因具有独特的物理化学性质，在新污染物吸附领域具有广泛应用。不同天然矿物质对新污染物的吸附研究见表2。

黏土矿物如蒙脱石和高岭石具有大的比表面积和层状结构，表面带大量负电荷，可以提供大量的吸附、络合位点和阳离子交换位点，对多种农药（如百草枯、麦草畏、溴氰菊酯和阿特拉津）具有较好的去除效果。蒙脱石、胡敏酸-蒙脱石复合体对PCBs的两种同系物（2-CB、4-CB）具有良好的吸附效果；由膨润土（以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿物）、氧化石墨烯和ZIF-8（一种金属有机框架）制成的复合材料，对二嗪磷和毒死蜱等两种OPEs具有优异吸附性能。火成岩具有多孔结构和大比表面积，通过范德华力、毛细管作用及金属离子络合作用对TCPP具有较好的吸附效果。水铁矿、针铁矿和菱铁矿等天然铁矿石具有较高的表面活性、电荷特性，可以与BPA分子中的酚羟基形成氢键和静电作用。此外，铁氧化物的还原性质可能促进BPA发生化学转化，从而增强其去除效果。

3、合成材料吸附剂在新污染物治理中的应用

目前，用于新污染物吸附的主要合成材料有金属有机框架（MOFs）、合成树脂和分子印迹聚合物（MIP）等。MOFs由金属中心和有机配体组成，具有多孔性、可修饰性、活性位点多和孔道结构有序的特点。合成树脂是通过化学合成的高分子化合物，常用吸附树脂有酚醛树脂和聚氯乙烯树脂，具有孔径大、比表面积大、孔容大、疏水性和表面惰性。分子印迹聚合物是一类具有特定“分子识别”功能的合成材料，其核心特征是在制备过程中，围绕目标分子（模板分子）构建出与模板分子空间结构互补且带有特定作用位点（如氢键、静电作用位点）的三维空腔或孔隙。这种结构赋予材料对模板分子的“靶向识别能力”，能特异性结合并截留目标分子，从而实现选择性吸附，广泛应用于色谱、传感器和污染物去除等领域。

合成材料对新污染物的吸附研究如表3所示。

MOFs是由金属离子或金属簇与有机配体自组装形成的多孔材料，具有高比表面积和可调节的孔隙结构，可以通过物理吸附（如范德华力）和化学吸附（如氢键、π-π作用和金属配位）来捕获OPEs、PFAS、农药类污染物，对TCEP和TCPP具有较好的吸附效果。疏水性树脂（如XAD4疏水树脂）通过疏水作用吸附弱极性的TBP、TPhP、TPPO分子，而亲水性树脂（如XAD7hP亲水树脂）则通过氢键和偶极-偶极相互作用吸附极性较强的TCEP和TCPP分子。铁氧化物水合物（HD1）树脂具有磁性、大比表面积和丰富的表面官能团，可以通过磁性吸附、静电作用、络合吸附作用捕获TCEP分子。阴离子交换树脂通过阴离子与带负电的PFAS形成离子交换作用，从而实现对新污染物的吸附。MIP通过其预设计的分子识别位点特异性地吸附目标PFAS或目标农药分子（如敌草隆），还可以通过其微孔结构和表面官能团与抗生素（如多西环素、CIP、青霉素G和阿莫西林分子）形成氢键、π-π作用和疏水作用，实现吸附。β-环糊精聚合物通过其内部的疏水腔和外部的亲水基团形成包合作用、氢键，捕获疏水性的PFAS分子或农药分子（如波尔多液、嘧菌酯等）。Fe3O4@COF磁性共价有机框架材料结合了磁性纳米粒子的磁性和COFs的高比表面积及化学功能性，通过磁性吸附、物理吸附和化学吸附作用捕获PBDEs分子。

4、纳米材料吸附剂在新污染物治理中的应用

纳米材料是1~100nm的超细颗粒，可表现出不同的结构维度，如图2所示。新污染物废水处理中常用的纳米材料主要有碳纳米管、石墨烯和磁性纳米粒子。

表4展示了不同纳米材料对新污染物的吸附情况。

碳纳米管具有高的比表面积和管状结构，提供了大量的吸附位点，通过π-π作用、范德华力和疏水作用对OPEs（如TCEP、TCPP、TnBP、TBEP、TPhP、TCrP）、磷酸盐、PFAS（如PFOS、PFHxS、PFOA）和农药（如阿特拉津）实现吸附。氮掺杂碳纳米材料通过其表面官能团与双酚类物质形成氢键和π-π作用，以及通过疏水作用吸附疏水性的BPs分子。石墨烯基吸附剂能够通过多种机制有效吸附抗生素及阿特拉津等污染物。对于如TC、CIP和SMX等抗生素，其吸附作用主要依赖于石墨烯表面的π-π作用（与抗生素分子中的芳香环结构结合）、氢键及表面官能团的络合作用。而对于阿特拉津分子，石墨烯基吸附剂则凭借其高比表面积、丰富表面官能团与污染物之间的疏水作用、氢键和π-π作用实现高效吸附。磁性共价有机框架（COFs）功能化的Fe3O4纳米粒子结合了Fe3O4纳米粒子的磁性和COFs的高比表面积及化学功能性，通过物理吸附和化学吸附作用捕获吡虫啉分子。

5、吸附材料对新污染物吸附性能的对比

表5对比了4类吸附剂（生物质、天然矿物质、合成高分子及纳米材料）在废水处理中的优缺点。生物质吸附剂因含有大量羟基、羧基等活性基团且种类多样，具备天然优势，但其吸附容量小、效率低、循环性能差，且当其尺寸较小时，分离回收困难，还可能导致二次污染。天然矿物质吸附剂化学性质稳定，但对污染物选择性不足。合成高分子吸附剂具有高吸附容量、高选择性及良好的化学稳定性与机械性能，但合成工艺复杂、成本高，再生效率有限。纳米材料吸附剂凭借高比表面积和丰富的活性位点对新污染物的吸附性能优异，但其制备成本高昂、回收困难，且二维材料在水中稳定性差，可能引发二次污染。总体而言，各类材料在环保性、效率、成本及可操作性方面存在显著差异，需结合应用场景权衡选择。

6、结语与展望

吸附法作为一种高效且经济的水处理技术，已在去除多种新污染物方面取得显著进展。针对不同类型吸附剂如生物质、天然矿物质、合成高分子和纳米材料吸附剂的研究不断深入，各类吸附剂在不同污染物去除中展示了良好的应用效果。然而，实际水体中复杂基质带来的竞争吸附效应、吸附剂再生困难、运行成本高以及潜在二次污染等问题，仍是制约其规模化应用的瓶颈。此外，吸附剂对低浓度新污染物的富集能力及长期稳定性亦有待进一步提升。

未来吸附技术的发展应注重材料设计、机理研究与应用策略3个层面的协同创新。在材料层面，应着力开发高性能、低环境风险的新型吸附材料，如通过对天然矿物进行改性以增强其选择性，设计具有定向识别功能的分子印迹聚合物或多功能复合材料，提升生物炭等绿色吸附材料的循环利用性和机械强度。在机理层面，需借助先进表征技术与理论计算，从分子水平深入揭示污染物与吸附剂间的作用机制，特别是在复杂水体环境中的竞争吸附行为和界面过程，为吸附剂的设计提供理论指导。在应用层面，应积极推进吸附技术与其他水处理技术（如膜分离、高级氧化、生物降解等）的耦合使用，构建协同治理体系，以实现对新污染物的深度去除与吸附剂的原位再生，同时系统评估技术集成路线的经济可行性与环境可持续性。