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目前，我国地下水有机污染加剧使修复工作面临巨大的困难，提高污染物去除效率的同时，降低修复成本是对地下水修复材料提出的更高要求。本论文在介绍了广泛应用的地下水原位技术基础上，重点评述了纳米零价铁(nZⅥ)还原氯代有机污染物及多孔碳改性nZⅥ材料去除氯代有机污染物的研究进展，提出了利用生物碳及生物碳负载nZⅥ或Fe-Pd纳米双金属用于去除氯代有机污染物研究的可行性及工程应用潜力。 生物碳是多种来源的生物质在低温限氧/厌氧条件下热解产生的多孔碳材料，对多种有机污染物均具有较强的吸附性能，并且生物碳表面丰富的官能团和孔隙性使其可成为其他功能材料的载体，应用潜力巨大，有望成为新型环境污染控制与修复材料。然而生物质成分，生物质种类及热解制备温度对生物碳吸附氯代有机污染物的影响机制目前尚不清楚;生物碳作为零价铁载体的应用潜力及碳-铁相互作用机制还有待深入探讨，因此，本文首先考察了木质纤维生物质中三种主要有机成分（纤维素、半纤维素和木质素）在系列温度下(250、350、500、700C)碳化热解对生物碳吸附能力的贡献及吸附作用机制;进而选择农业废物（玉米秸秆和水稻壳）作为原料，在不同裂解温度下制备生物碳样品，结合元素含量、傅里叶红外、核磁共振和N2吸附-脱附表征分析生物碳化学组成及物理结构，研究了生物碳吸附不同氯代有机污染物的行为特征，探讨了生热解温度和生物碳自身性质特征与吸附氯代有机污染物的构-效关系;进一步研究了生物碳作为纳米零价铁(nZⅥ)或Fe-Pd纳米双金属载体，对纳米金属还原剂的分散性能和生物碳-铁复合材料对水中氯代有机污染物的去除效果及机理，研究结果为高效利用生物碳-铁复合材料去除地下水中氯代有机污染物的应用潜力和应用前景奠定理论基础。 最后利用我国首套自主研发的污染场地风险评估软件HERA，针对氯代有机污染物蒸气入侵途径进行健康风险评价，计算修复目标值为修复材料应用提供指导，并且比较了我国风险评估暴露模型与美国RBCA风险评估暴露模型的差异性。论文的主要结论如下: (1)纤维素(CEL)生物碳具有最高吸附能力（饱和吸附容量Qfm=58.31-601.20 mg/g），CEL和半纤维素(HEM)在生物碳吸附1，2，4-三氯苯(1，2，4-TCB)过程中起主导作用。1，2，4-TCB在不同成分生物碳上的吸附机制不同，CEL生物碳的吸附作用主要受到表面积和微孔体积控制;低温HEM生物碳(250-350℃)具有最小的表面积，主要依靠其疏水性相分配作用吸附1，2，4-TCB进入无定型态“软碳”中;木质素(LIG)生物碳具有致密的、光滑的芳香性结构表面，因而对1，2，4-TCB主要发生了表面单层专项吸附作用。 (2)水稻壳生物碳的吸附性能显著高于玉米秸秆，主要受到其表面积和孔隙体积影响;玉米秸秆生物碳孔隙发育较差，但500℃生物碳含有最多的芳香烃结构，表现出最高的吸附性能。有机污染物氯代程度越高，在生物碳上的吸附量越大，同时也受到氯代有机污染物自身的疏水性、分子大小以及亲电子作用力的影响。 (3)生物碳能够负载分散nZⅥ或纳米Fe-Pd双金属颗粒，提高其还原能力，并具有良好的吸附性能，不但能够将污染物汇集在纳米金属颗粒周围供其降解，同时能够吸附脱氯中间产物;此外，生物碳能够缓冲溶液pH在中性范围内，因此，Fe0与生物碳对氯代有机污染物的去除存在相互促进作用。 (4)以甲基橙(MO)为模式污染物验证生物碳负载nZⅥ的稳定性实验表明，生物碳负载nZⅥ显著提高有机物的脱色效率。不同pH条件和阴离子共存实验证明了生物碳负载nZⅥ的稳定性;材料老化实验证明生物碳能在一定程度上延长Fe0的钝化层形成，证明了复合材料应用的长期有效性。 (5)通过某实际场地地下水中氯代有机污染物的风险评估案例研究发现，实际条件下，氯代有机污染物通过室内蒸气入侵暴露途径对人群健康可能产生强烈的致癌风险（2.46×10-6～2.31×10-3），必须对地下水有机氯污染修复引起足够的重视。通过HERA模型和RBCA模型的对比，验证了HERA模型的有效性和可靠性，同时定量评价了两模型之间的差异性，突出了我国风险评估暴露模型计算结果更加严格和保守。