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全氟辛烷磺酸(PFOS)是一种在全球范围内广泛分布的持久性有机污染物(POPs)。PFOS在环境介质界面上的固液分配决定它在环境中的迁移和归趋。本文分别研究了PFOS在土壤沉积物、粘土矿物、针铁矿等多种环境介质上吸附行为，结合同步辐射、原位红外、X射线光谱等表征技术手段和密度泛函(DFT)及分子动力学(MD)等理论计算化学方法，探讨PFOS在环境介质界面上的微观吸附机理，对明确PFOS在环境中的界面作用过程具有重要意义。 1)考察了有机质和无机矿物对PFOS在土壤和沉积物上吸附的影响及作用机理。研究发现PFOS在土壤和沉积物上吸附符合拟二级动力学模型。吸附等温线符合Langmuir吸附模型。腐殖酸(HA)/富里酸(FA)对PFOS的吸附量贡献为6.2-16.4％，胡敏质的贡献为29.9-55.1％，无机矿物为35.1-53.6％。分子动力学模拟结果显示不同组分对PFOS吸附的大小顺序是:胡敏质≥无机矿物＞ HA/FA，与实验结果相一致。胡敏质具有大量脂肪族、芳香烃等疏水性基质，可以与PFOS形成强疏水作用和促进相吸收过程，增加PFOS吸附。而HA/FA由于具有较胡敏质强的亲水性和极性，明显增加了对PFOS的静电斥力，并减弱了疏水作用，从而减弱了对PFOS的吸附。无机矿物可以通过疏水作用和形成内层复合物的形式吸附PFOS。 2)研究了PFOS在粘土矿物上吸附的作用机理及腐殖酸的影响。Zeta电位数据显示高岭土和蒙脱土表面均呈现负电荷，与溶液中PFOS阴离子存在较强的静电排斥作用。但吸附实验结果显示PFOS在高岭土和蒙脱土上的吸附量分别达到77.6μg/g和54.5μg/g，说明PFOS在粘土矿物上存在除静电力以外的其它吸附力。ATR-FTIR结果显示PFOS特征峰在吸附前后基本不变，说明存在外层吸附。在吸附过程中，800-1150 cm-1波数范围内出现明显倒峰及峰位置变化，说明PFOS与高岭土和蒙脱土发生界面作用，推测是配体交换和软硬酸碱反应的结果。此外，PFOS在负载了HA的高岭土和蒙脱土上的吸附量分别下降了19.8％和25.3％，C-F键红外吸收峰强度也分别了4.8％和68.0％。S的近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)光谱显示，PFOS在高岭土和蒙脱土上吸附后均出现三个边前峰，说明PFOS中磺酸基团与粘土矿物中铁、锰等过渡金属形成化学键，存在化学吸附。X射线衍射(XRD)结果表明PFOS在蒙脱土表面还存在层间吸附，而在高岭土上没有层间吸附。 3)研究了PFOS在针铁矿上的微观吸附机理，考察了pH、离子强度以及腐殖酸对PFOS吸附的影响。动力学实验结果表明，PFOS能够在针铁矿上的吸附符合拟二级动力学模型。当pH＜零电点(PZC=8.9)时，针铁矿对PFOS的吸附随着pH值的升高而减弱，随着离子强度的增加而降低;当pH＞PZC时，PFOS的吸附量随着pH值的升高而有所增强，随着离子强度的增加而上升，说明存在其他吸附作用。NEXAFS结果显示PFOS吸附后出现边前峰，表明PFOS在针铁矿上形成Fe-O-S化学键。ATR-FTIR分析发现，吸附后在877cm-1处出现新峰，进一步确证了Fe-O-S键的形成。XPS分析表明在吸附过程中氟原子上电子向碳链和磺酸基团转移。同时，电化学阻抗谱(EIS)表明PFOS分子上电子有向针铁矿传递的趋势。密度泛函理论(DFT)计算的表面吸附能结果表明PFOS在针铁矿表面化学吸附是可以自发进行的，形成单齿单核的稳定吸附构型(-29.0 kJ/mol)。态密度分布结果表明，Fe3d, O2p和S3p轨道发生重叠，证明铁和硫原子轨道发生了杂化。