本研究围绕国家经济、社会和科技发展中的重要土壤环境问题，针对PCBs等POPs和重金属污染土壤的持久毒性和随之带来的农产品安全风险等，设计、合成了多种具有能高效降解PCBs等POPs或强吸附、固定重金属且环境友好的新型微/纳结构材料，如具有微/纳结构的铁粉及氧化铁多孔纳米线；高分子和铁(II)离子复合的微/纳结构材料；多种多孔硅酸盐微/纳结构空心球及复合微/纳结构空心球材料，发展了宏量、低成本的合成方法，探索了新型微/纳结构材料的增强吸附、催化等基本特性；筛选了能强吸附重金属离子、且土壤环境友好的多种具有微/纳结构的纳米材料，如纳米羟基磷灰石、纳米碳黑、活性碳、
凹凸棒土和纳米蒙脱土等。这些纳米材料可有效降低土壤重金属的活性，提高植物的生物量。在贵溪冶炼厂周边重金属污染土壤上建立了760 m2的示范区，应用多种纳米材料成功开展了田间示范研究，并发现羟基磷灰石、凹凸棒土效果显著，其中具有微纳结构的羟基磷灰石不仅能恢复植被，且可显著改善污染土壤的理化和生物学性质，取得了很好的修复效果和社会影响；揭示了有机改性凹凸棒土、蒙脱土和SiO2等纳米材料显著增加对PCBs污染土壤中PCBs固定的作用机制；发展了基于纳米钯化铁结合pH控制高效还原脱氯降解土壤淋洗液中PCB77的土壤修复技术；探明了纳米TiO2光催化降解土壤淋洗液中PCBs的各种影响因素；获得了一株可降解PCBs的降解菌Pseudomo
nas sp.（假单胞杆菌），并发现该微生物降解菌与纳米Fe3O4可协同高效降解土壤中的PCBs；初步探讨了纳米材料对土壤理化性质和土壤生物毒性的影响；基于试验研究和模型模拟揭示了纳米材料（以羟基磷灰石为例）在土壤-地下水系统中的迁移规律。