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全氟/多氟化合物（per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs）由于其独特的物理化学稳定性、疏水疏油性和表面活性被广泛地应用于各种工业生产领域和日常生活当中。广泛的生产使用导致其被大量释放进入环境中,具有潜在生态风险。大量研究已经证明PFASs存在于全球范围内的各种环境介质（河流,海洋,沉积物,灰尘,生物）和人体中。由于C-F键的强稳定性,环境中的PFASs很难发生物理、化学或者生物转化。而且毒理学研究表明传统PFASs比如全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonate,PFOS）和全氟辛烷羧酸（perfluorooctanoic acid,PFOA）具有生殖发育毒性、神经毒性等毒性效应。由于传统PFASs在世界范围内被禁用或者限用,许多新型PFASs替代品的生产使用量日益增加。在这些新型替代品中,应用最为广泛的两种为六氟环氧丙烷二聚酸（hexafluoropropylene oxide dimer acid,HFPO-DA,商品名Gen X）和6:2氯代多氟辛基醚磺酸（6:2 chlorinated polyfluorinated ether sulfonate）,但是目前有关它们在环境中的污染特征和分配的研究仍然不足。水环境是PFASs在环境中最重要的汇,由于离子PFASs几乎不具有挥发性,很难通过挥发进入大气,但是,大气环境中却能广泛地监测到这些PFASs的存在。因此,离子PFASs在环境介质间的转运机制引起了学术界的广泛关注。为了降低传统PFASs的生物富集效应和环境持久性,新型替代品往往都在结构上与传统PFASs有所区别,比如Gen X和F-53B在全氟碳链上插入了一个醚键,可能会影响其在各种环境介质中的分配和转运。探究化学结构对PFASs在环境中的分配和转运的影响对阐释PFASs的环境归趋有重要的意义。除了PFASs的化学结构,水环境中本身也存在着其他因素（比如溶解性有机质,无机盐等）可以影响PFASs的分配,转运行为。探讨这些水化学条件的影响有利于明确PFASs在环境中的归宿。围绕这些问题,本论文的主要研究结论如下:（1）调查了海河流域26种传统和新型PFASs在表层水（包括水相中的悬浮颗粒物）和沉积物中的浓度水平。海河流域表层水中总PFASs浓度1.74-172ng/L之间,其中最主要的PFASs为PFOA。同时,在表层水中也监测到许多新型污染物比如HFPO-DA和六氟环氧丙烷三聚酸（hexafluoropropylene oxide trimer acid,HFPO-TA）。而在沉积物样品中,PFOS的替代品F-53B是最主要的PFASs污染物。以浓度数据为基础,我们利用受体模型Unmix对海河流域PFASs污染源进行了源解析。结果表明消防泡沫/含氟聚合物加工助剂（36.6%）是海河流域中PFASs的主要来源。通过计算有机碳标化的水-沉积物分配系数(Koc)来描述PFASs在两种环境介质中的分配行为,发现Koc与PFASs的碳链长度有关。同时,结合单因素方差分析和化学质量平衡模型（chemical mass balance model,CMB）建立了一种追溯PFOA生产方式的技术,发现电化学氟化法是海河流域中PFOA的最主要的生产方式。首次分析了环境样品中PFOSA异构体的组成特征。与相应的工业产品相比,水样中支链（br-）PFOSA异构体的比例较低,而br-PFOS异构体的比例较高,间接证明了br-PFOSA异构体比直链异构体更容易转化,同时也解释了观察到的br-PFOS在水生环境中富集的现象。（2）通过自主设计和组装气溶胶（液相）发生装置,考察了12种传统和新型PFASs在气溶胶中的富集行为。发现无论在单一体系还是PFAS混合体系,随着碳链长度的增加,PFASs在气溶胶中的富集因子增大。为了考察化学结构对PFASs在水-气溶胶之间转运行为的影响,首次利用偏最小二乘法和15种量子化学结构描述符建立了定量结构-性质关系模型（Quantitative Structure-Property Relationship,QSPR）。模拟结果显示,4种结构描述符控制影响了PFASs在气溶胶中的富集,分别是分子偶极矩（μ）,分子质量（MW）,分子体积（V）和分子表面电势的最大值(Vs,max)。我们还通过实验的方式发现,水环境中普遍存在的无机盐和腐殖酸可以促进PFASs在气溶胶中的富集。但是在水环境中广泛存在的表面活性剂,十二烷基磺酸钠（sodium dodecyl sulfate,SDS）和十六烷基三甲基溴化铵（cetyltrimethylammonium bromide,CTAB）却对PFASs在气溶胶中的富集起抑制作用。有趣的是,PFOS的新型替代品F-53B在12种PFASs中具有最高的富集因子,表明其具有较强的由水环境迁移至大气环境的潜力。（3）水环境中普遍存在如纳米磁性赤铁矿（Nano maghematite,NM）的天然或人工纳米颗粒。这些纳米颗粒比表面积大,表面性质活跃,可以吸附水环境中PFASs,从而影响其在环境介质中的转运行为。本实验探究了在NM存在下,PFASs在气溶胶中富集行为的变化。实验结果显示,NM（0.5 mg/L）可以明显促进PFASs（尤其是长链PFASs）在气溶胶中的富集因子,平均每种长链PFASs的富集因子可以提高0.60。而随着NM浓度的增加,PFASs在气溶胶中的富集因子也随之增加。增加的原因可能是NM与PFASs发生了吸附作用,NM携带着PFASs进入了气溶胶中,从而促进了PFASs在气溶胶中的富集。利用批量平衡实验明确PFASs与NM的吸附作用机制,发现长链PFASs在NM上有较强的吸附,并且随着碳链长度的增加,NM对PFASs的吸附能力也随之增强,说明PFASs的疏水作用对NM的吸附行为有重要的影响。由于NM在水溶液中带正电,而PFASs在水溶液中带负电,静电作用对其吸附也具有一定的贡献。对比带负电的纳米Ti O2和PFASs吸附过程可以间接证明NM与PFASs的吸附存在静电相互作用。通过在实验体系中添加磷酸盐改变NM的电位,发现磷酸盐对NM吸附PFASs有一定的削弱作用,这也证明了NM和PFASs之间的静电相互作用。通过检测分析海河流域中的PFASs浓度水平,我们确定了河流水环境中典型的PFASs污染物及其污染特征与分配情况。为了探究离子PFASs由水环境向大气环境中转运的机制,我们选定了12种典型的PFASs污染物进行了水汽分配实验,发现PFASs在气溶胶中受分子尺寸,偶极矩等结构因素的影响,同时水环境中的无机盐,可溶性有机物（腐殖酸）和纳米矿物可以促进PFASs在气溶胶中的富集,这说明在真实的水环境（尤其是海洋环境）中,PFASs具有相当的由水环境向大气环境中转移的潜力。