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全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)是一种经常在水体中被检测到的持久性有机污染物。它以其较好的热稳定性、表面活性和化学稳定性,被广泛应用到不粘锅涂料、半导体、消防泡沫等与人类生活息息相关的领域。2019年3月4日至3月9日正在中国苏州举行的国际危化品三公约缔约方大会(BRS COPS)亚太区筹备会上,PFOA被明确列入了《斯德哥尔摩公约》备选禁用的黑名单。近年来PFOA的有效降解技术已经成为环保领域的一个新的研究热点。本文以常见的全氟化合物—全氟辛酸作为目标污染物,分别采用了真空紫外/过硫酸盐(Vacuum ultraviolet/Persulfate,VUV/PS)和热活化过硫酸盐(Thermally activated persulfate,TAP)两种不同的体系对水中PFOA进行脱氟。对两种不同的体系,分别考察了初始pH、PS投加量、初始PFOA浓度、温度等影响因素对PFOA脱氟效果的影响,并建立动力学模型;利用响应面法(Response surface method,RSM)分析该体系对PFOA脱氟的主要因素,构建响应面模型,优化体系脱氟条件;利用LC-MS对反应后的溶液进行产物分析,推测脱氟路径。研究发现,紫外(Ultraviolet,UV)对PFOA脱氟几乎没效果,而VUV能大幅度促进PFOA的脱氟,在VUV体系中加入过硫酸盐(Persulfate,PS)后,PFOA的脱氟效率进一步增加,而将PS换成同样浓度的余氯(Residual chlorine,RC),PFOA脱氟的效果反而小于VUV单独作用的效果。对VUV/PS体系中可得到如下结论:PFOA的脱氟反应都符合准一级动力学模型;初始pH 5.0-pH 9.0对PFOA脱氟效率影响不大,但在酸性pH条件下脱氟效果较好;对初始浓度为15μM的PFOA,当PS与PFOA摩尔比为60:1时,PFOA的脱氟效果比较理想,且随着温度的升高,脱氟率也进一步增加;该系统对低浓度PFOA溶液具有更好的脱氟效果;无机阴离子对该体系中PFOA脱氟的负面影响依次为:NO3->Cl-->CO32-。用Design Expert 10软件的BOX-behnken方法得到的预测模型具有较高回归率,修正后的拟合度也很良好;对体系影响从大到小的因素是:PFOA初始浓度>PS初始浓度>初始pH;三个因素中两两相互作用都不显著,软件预测的理论最优值和实际测得的平均值误差较小,具有实用价值。该体系中PFOA的降解路径有两条:直接光解和与SO4-·的反应。两条路径实质上是通过不同方式逐步脱去CF2,生成C2～C7的短链全氟羧酸,最后矿化为二氧化碳和氟离子的过程。此外,在热活化过硫酸盐体系中,PFOA的脱氟反应都符合准一级动力学模型;对初始浓度为15μM的PFOA,当PS与PFOA摩尔比为4000:1时,反应温度为80℃,PFOA的脱氟效果比较理想,且初始pH 5.0-pH 9.0对PFOA脱氟效率几乎无影响;该系统对低浓度PFOA溶液具有更好的脱氟效果;无机阴离子对该体系中PFOA脱氟的负面影响依次为:CO32->NO3->Cl-。用Design Expert 10软件的BOX-behnken方法得到的预测模型具有较高回归率,修正后的拟合度也很良好;对体系影响从大到小的因素是:反应温度>PS初始浓度>初始pH;三个因素中两两相互作用都不显著,软件预测的理论最优值和实际测得的平均值误差较小,具有实用价值。该体系中PFOA的降解路径只有一条:PFOA与SO4-·的反应,实质上是一个逐步脱去CF2,生成C2～C7的短链全氟羧酸,最后矿化为二氧化碳和氟离子的过程。