氟离子和抗生素磺胺吡啶是地下水中常见的污染物。目前,去除氟离子主要运用的方法是吸附法,因为吸附法具有操作过程简单和处理费用低廉的特点;而对于磺胺吡啶,更多采取高级氧化技术彻底降解,不造成二次污染。然而,目前应用的传统吸附和降解体系材料存在一些不足,例如:去除效率不高、制备成本高、难以回收重复使用,等等。此外,地下水中共存重金属现象普遍,也会对氟离子或磺胺吡啶的去除造成影响,这些共存离子与污染物之间的相互作用所带来的修复效果影响以及作用机制还需要进一步明确。因此,本论文重点研究以下几方面内容:通过对传统使用的材料进行适当改性,弥补一些缺陷和不足;评估新制备的材料对去除氟离子和磺胺吡啶的效果和作用机制;探究地下水中共存重金属离子对污染物去除的影响及作用机制。由此,本文通过开展以下工作:(1)以生物质废料为原材料,制备了一种新型的磁性炭材料,用于去除地下水中的氟离子,探究共存Cr(VI)对氟离子去除的影响,通过XRD、FT-IR、XPS和VSM等表征手段探究其作用机制;(2)以高岭石为基质主要原料,制备出磁性碳化Fe₂O₃-SiO₂纳米片,用于活化过硫酸盐高效降解地下水中磺胺吡啶,并通过多种表征手段探究其反应机理;(3)实验评估不同重金属离子共存对针铁矿/过硫酸盐降解磺胺吡啶的影响。研究结果表明:(1)磁性炭材料对氟离子的饱和吸附量达5.23 mg/g,共存Cr(VI)对氟离子的去除效果影响很小;(2)新型磁性碳化SiO₂-Fe₂O₃纳米片降解磺胺吡啶去除率能够达到82.3%,同时具有简易磁性回收并循环使用的特点;(3)在地下水弱碱性环境下,Pb²⁺和Cd²⁺对针铁矿/过硫酸盐降解磺胺吡啶的影响很小,而共存Cu²⁺会有较大影响,即使低浓度铜离子,也会极大提高针铁矿/过硫酸盐对磺胺吡啶的降解效率。