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近年来,随着各类新型污染物大量产生和出现,城市生活污水和工业废水中的有毒化合物对污水处理厂产生了较大的负面影响。全氟辛酸（Perfluorooctanoic acid,PFOA）是水体中广泛存在的典型全氟化合物（Perfluorinated compounds,PFCs）之一,因其具有环境持久性、难降解性、生物蓄积性、内分泌干扰性和其它生物毒性而成为环境领域的研究热点之一,目前普遍认为污水处理厂是全氟化合物的重要来源和归趋。好氧颗粒污泥是微生物在特定条件下彼此缠绕而成的聚集体,不仅对毒性有机物表现出较好的耐受能力,而且其内部丰富的微生物种类具有不同的代谢途径,为难降解污染物的逐级降解提供了可能。然而至今,有关PFOA在好氧颗粒污泥系统的去除效能、环境行为及其对系统性能影响的研究均未见报道。鉴于此,本文首先考察了污水中PFOA对好氧颗粒污泥形成的影响;随后探究了PFOA在好氧颗粒污泥系统中的去除效能、环境行为及其与颗粒污泥间的相互作用机制;最后在上述研究的基础上,较为深入系统地研究了不同浓度PFOA对颗粒污泥系统性能的影响及相关机理、微生物菌群结构的变化及其与除污性能的内在联系,从而为含全氟类有机污染物的污水得到有效处理提供必要的理论依据和参考借鉴。已取得的主要研究结果包括:（1）PFOA存在会减缓好氧污泥的颗粒化进程,试验组R1（42 d）较对照组R0（28 d）实现完全颗粒化的时间推迟了14 d;PFOA存在下形成的颗粒污泥粒径较小、尺寸分布不均匀,污泥的生物活性及沉降性均有所下降;颗粒化过程污泥胞外蛋白（PN）含量和蛋白质/多糖（PN/PS）比值均显著增大,并与污泥表面特性指标呈正相关,表明本研究中PN在促进污泥聚集及颗粒形成过程起主要作用;污泥颗粒形成有利于改善反应器对有毒物质的耐受能力,PFOA的存在会延缓好氧污泥颗粒化过程各项性能的提升和稳定;PFOA存在会造成所形成颗粒污泥的菌群组成结构发生变化,整体上会减缓促进颗粒污泥形成并维持结构稳定以及脱氮除磷相关功能菌群的富集生长。（2）不同浓度（0.1、0.5、1.0 mg/L）PFOA进入好氧颗粒污泥系统后,通过水相和泥相中PFOA质量平衡计算表明,系统对各浓度PFOA的去除率均在35%左右,但好氧颗粒污泥对PFOA基本无生物降解作用,其在水相中的去除主要通过吸附作用完成;FITR红外光谱和XPS光电子能谱分析显示,参与吸附的基团主要包括EPS中羟基、蛋白质中的酰胺类、多糖类和含磷基团,吸附PFOA后的颗粒污泥C元素含量下降0.3%,N元素含量升高1.61%,O元素含量下降2.28%,F元素仍保持有机形态未变,高辨析能谱进一步表明含碳基团（―C―C、―C―O、―C=O、―COOH）和含氮基团（―NH2、―NH4+）均参与了对PFOA的吸附作用;吸附动力学和热力学特性显示,好氧颗粒污泥较普通絮状污泥对PFOA具有更好的吸附性能,平衡吸附量（0.14 mg/g）和初始吸附速率（0.06 mg/min）分别是普通絮状污泥的2倍和6倍,好氧颗粒污泥对PFOA的吸附以不均匀的多层吸附为主,同时存在一定静电吸附作用。（3）研究了不同浓度PFOA（0、0.1、0.5和1.0 mg/L）暴露对颗粒污泥系统性能的影响。结果表明,PFOA暴露会使颗粒污泥絮凝性和沉降性变差,进而导致系统出水ESS和污泥SVI升高,升高幅度与PFOA胁迫浓度的高低呈正相关;颗粒污泥的外观和微观形态同步出现变化,外观应激表现为长出白色毛绒状物质,微观表现为生物相种类减少,内部孔隙变大形成空洞,细胞轮廓模糊不清;长期暴露于PFOA环境下,颗粒污泥中总EPS、LB-EPS和TB-EPS含量均随着PFOA浓度的增加逐渐升高,其中位于外层的LB-EPS增幅明显高于内层TB-EPS的增幅,与此同时,不同类型EPS中PN、PS含量也呈现出上述类似变化,表明PFOA存在对促进EPS的产生起重要作用;EPS样品中溶解性微生物产物的荧光强度随PFOA胁迫浓度的增加而明显淬灭,说明较高浓度PFOA对颗粒污泥微生物的代谢活性有较强的抑制作用。通过对比分析发现,相较于对照组,不同浓度PFOA暴露均会降低各反应器除污效率,下降幅度与PFOA存在浓度的高低呈正相关,其中较低浓度（0.1和0.5 mg/L）PFOA的暴露对各污染物最终去除效率影响不显著,较高浓度（1.0 mg/L）PFOA暴露各污染物的去除率均出现明显下降,特别是TN、SOP的去除率分别显著下降至80.01±2.47%、55.07±2.46%;各反应器中氮磷元素和微生物内聚物典型周期变化显示,PFOA会抑制NO2--N向NO3--N的转化,对NOB的活性抑制作用较大,进而使TN的去除率下降;PFOA暴露浓度越高,对微生物体内聚合物（PHA、糖原）的合成代谢以及聚磷菌（PAO）活性的抑制效应越为显著,最终导致除磷效果的恶化。（4）高通量测序结果表明,PFOA存在会导致好氧颗粒污泥的菌种多样性和复杂程度降低,且暴露浓度越高菌群的结构越趋于简单化。在门属水平上对各样品进一步分析发现,低浓度PFOA（0.1、0.5 mg/L）会抑制NOB及除磷相关的菌群生长,对AOB和反硝化菌群的影响不大;高浓度PFOA（1.0 mg/L）对脱氮除磷相关的各类菌群均产生了抑制作用,各菌群相对丰度下降明显,这与各反应器除污性能的宏观表象一致;发硫菌属（Thiothrix）和绿丝菌属（Chloronema）是本研究中引发污泥膨胀的主要菌种,且不同浓度的PFOA存在,引起污泥膨胀的主导菌属不同,Thiothrix在1.0 mg/L PFOA存在下的相对丰度最高（61.61%）,Chloronema在0.5 mg/L PFOA存在下的相对丰度最高（23.16%）,这表明引起R2和R3反应器污泥膨胀的主导菌属分别为Chloronema和Thiothrix;FISH的分析结果直观反映了不同浓度PFOA对各功能菌的抑制程度,同时也进一步证实了各系统脱氮除磷相关功能菌的数量变化导致了系统除污性能的下降,这与高通量测序结果相吻合。