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全氟及多氟烷基化合物(per-and polyfluoroalkyl substances，PFASs)是分子中碳氢链上的氢原子完全或部分被氟原子取代的一类有机化合物。因具有热稳定性、化学稳定性、高表面活性及疏水疏油等性能，已被广泛应用于工业生产和生活消费领域。PFASs具有持久性、生物累积性和生理毒性，对人体健康和生态系统会产生潜在危害，并且在不同环境介质、野生动物及人体内均有检出，已经成为全球性新兴污染物。2009年5月，斯德哥尔摩公约第四次缔约方大会将典型PFASs全氟辛烷磺酸及其盐类(perfluorooctane sulfonate，PFOS)列入持久性有机污染物受控名单。美国环境保护署于2016年建立了长期饮用水中的PFOS和全氟辛酸(perfluorooctanoic acid，PFOA)健康推荐浓度加和不超过70ng/L。PFOS的新型替代物氯代多氟烷基醚磺酸盐(6∶2chlorinated polyfluorinated ether sulfonate，F-53B)作为迄今报道的最具生物持久性的一种PFASs（半衰期为18.5年），在我国环境介质中被不断检出并引起研究人员关注。 由于PFASs的挥发性低和水溶性高，因此水体环境是PFASs赋存的一个重要环境介质。目前，绝大多数研究报道了地表水和工业区地下水中PFASs赋存特征，而对于非工业区（周边无工厂的村镇郊外）地下水中PFASs赋存状况与人体健康暴露风险的系统研究存在明显不足;同时，尽管土壤吸附过程是影响PFASs在地下环境中迁移的一个重要过程，但是其在土壤上的吸附行为与机制尚不清楚。目前对PFASs的去除方法主要有光化学、超声降解和吸附技术，吸附去除技术具有经济成本低、二次污染较轻等优点，因此亟需探索可应用于地下环境中PFASs污染修复的新型吸附剂。在污染场地尺度，氯代烃等挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)与PFASs共污染的场地是普遍存在的，尤其是在相关军事或消防训练基地。VOCs污染场地的原位修复技术对地下水中PFASs的影响也开始引起研究人员关注。近年来，原位热修复技术因具有高效、二次污染少等特点，使其广泛应用于VOCs污染场地的原位修复，而VOCs污染场地的原位热修复是否对地下水中PFASs浓度及组分产生影响，目前尚未有研究报道。 本论文针对目前的研究现状，首先以江苏省为研究区，主要采集了非工业区102个地下水样品，研究了PFASs在非工业区地下水中的赋存状况及其对人体健康的暴露风险评估;其次采集了我国不同地方（黑龙江、江苏、江西、重庆、广东和广西）不同类型的土壤样品，以PFOS及其替代物F-53B作为典型的PFASs化合物，研究它们在不同土壤上的吸附和解吸行为，揭示PFOS和F-53B在土壤中的吸附机制;探索了纳米氧化铝和氧化镁去除PFOS和F-53B的吸附机理与影响因素。在原位热修复VOCs污染场地期间，探讨了原位热修复对污染场地地下水中PFASs的影响。这可为PFASs的环境风险评价和污染控制等提供科学依据。本论文的主要研究内容和结论如下: 1、研究了PFASs在江苏省非工业区地下水中的赋存状况及人体健康暴露风险评估。结果表明，全氟丁酸(perfluorobutanoic acid,PFBA)、全氟戊酸(perfluoropentanoic acid，PFPeA)和全氟己酸(perfluorohexanoic acid,PFHxA)是主要的全氟烷基羧酸(perfluoroalkylcarboxylic acids，PFCAs)组分，PFOS是主要的全氟烷基磺酸(perfluoroalkyl sulfonic acids，PFSAs)组分，并首次报道了F-53B在地下水中的检出。将非工业区地下水中PFASs的组分与工业污染场地和地表水中PFASs组分进行对比分析，结果表明它们之间的PFASs组分存在显著差异，其中非工业区地下水中PFASs浓度普遍低于地表水，且比工业场地的地下水低1～2个数量级。非工业区地下水中PFASs的来源解析表明，生活污水和大气降水是非工业区地下水中PFASs组分的主要潜在来源。PFOS和PFOA的人体健康暴露风险分析的结果表明，长期饮用非工业区地下水的单一暴露途径对人体健康的潜在危害不显著，未来研究PFASs对人体健康影响评估时需考虑多种PFASs组分及多种暴露途径。 2、明确了不同土壤对PFOS和F-53B的吸附行为及其吸附机制。结果表明，土壤吸附PFOS和F-53B的动力学过程可通过准二级动力学方程描述(R2＞0.993)，PFOS和F-53B在土壤上的吸附能力与土壤有机碳、氧化铁和氧化铝含量呈显著正相关，结合吸附动力学、吸附等温线、影响因素和FTIR光谱等数据分析，结果表明土壤吸附PFOS和F-53B的作用机制主要包括静电作用、疏水作用、配体交换和表面络合作用。共污染离子影响的研究结果表明，Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)和硫酸根离子可以促进F-53B在土壤环境中的迁移。 3、探索了纳米氧化铝和氧化镁吸附去除PFOS和F-53B的吸附性能及其影响因素。结果表明，纳米氧化铝和氧化镁对PFOS和F-53B的最大吸附量为340～360mg/g，并且吸附性能会受到环境中pH和离子强度的影响，静电作用和表面羟基络合是纳米氧化铝和氧化镁吸附去除PFOS和F-53B的主要作用机制。 4、探讨了原位电阻加热修复VOCs污染场地对地下水中PFASs的影响。结果表明，原位电阻加热技术(electrical resistive heating，ERH)会导致地下水中∑PFASs发生变化，而且不同监测井地下水中PFAS的组分变化不同。由于VOCs污染场地热修复还在运行，尚未开展热修复后土壤样品中PFASs含量分析，缺少对该部分实验数据的直接佐证。此外，需要开展实验明确温度升高过程中土壤理化性质的变化对PFASs的影响。 本论文研究成果对于研究PFASs及新型替代物的环境风险及其在地下环境中的迁移行为具有重要的借鉴作用，同时，该研究也有助于研发经济、环保、高效的PFASs纳米修复材料，为PFASs污染场地的修复治理提供科学依据。