PFOS是一类新发现的全球环境污染物,已经引起了国际学术界的极大关注,但是尚未见有关该污染物的环境界面行为方面的研究。同时有机污染物的不可逆吸附问题是近年来国际环境界面学术界的研究热点和难点之一。本研究将以PFOS为对象,以国际上近年提出的MEA理论和普遍化吸附动力学模型为基础,以新的吸附实验技术为手段,系统研究PFOS在天然水和沉积物中的吸附-解吸行为,建立有机污染物的不可逆吸附动力学模型,为认识PFOS污染途径和机理以及PFOS污染的预防和控制提供理论依据。
对PFOS在水/沉积物界面的吸附行为进行了研究。实验发现,PFOS在土壤沉积物上的吸附受土壤理化性质和环境条件的影响。土壤有机质含量,粘土矿物成份和铁氧化物均对吸附有贡献。在高离子强度和碱性条件下,PFOS易吸附在颗粒物表面,环境表现为河口区易成为PFOS在环境迁移中的一个重要的"汇"。阴阳离子表面活性剂的存在对PFOS的吸附行为有相反的影响。通过对不同吸附剂体系的动力学热力学实验发现,PFOS的吸附均符合二级动力学方程,其在凝聚态有机质和微孔中的扩散作用是造成慢吸附的主要因素。PFOS的吸附热力学行为符合Freundlich吸附模型,其在有机质的玻璃态物质中的扩散作用、在有机质和矿物表面的氢键或离子对作用是造成不可逆吸附的主要原因。通过PFOA的紫外光降解实验发现微量Fe3+的加入极大地促进了PFOA在254nm紫外光下的降解,降解产物包括氟离子、甲酸和碳原子数分别为2-7的短链全氟羧酸,光解产生的具有强还原活性的羧酸阴离子自由基是导致PFOA光降解的活性物种。