近年来,一类名为环境持久性自由基(EPFRs)的新型污染物由于其独特的特性以及显著的毒性效应而引起了研究者们广泛的关注。研究表明EPFRs表现出比其前驱化合物更强的毒性。EPFRs的出现将向以浓度为基准来评价污染物的环境风险的传统方法提出了挑战,因为传统方法忽略了在固体颗粒表面稳定的自由基的贡献。现阶段研究主要关注在燃烧或者高温等极端条件下EPFRs的产生机制,但EPFRs可能在自然条件下产生,很少有研究来解释在自然条件下EPFRs的产生机制以及对有机物污染物环境行为的影响,这可能是在我们理解有机污染物环境行为中所缺失的重要环节。我们推测土壤中广泛存在的有机污染物和过渡金属元素在自然条件下(如紫外光照)相互作用也能生成EPFRs并影响有机污染物的降解。邻苯二酚作为有机化合物的代谢产物并且普遍存在于环境中,因此被选作模型化合物。铁负载在二氧化硅上来代替天然红壤作为模型颗粒以避免土壤中像腐殖质、锰氧化物等物质的干扰。我们观察到经过10小时的紫外辐照后,邻苯二酚的降解率在负载了1%赤铁矿的二氧化硅颗粒上的要比没有负载赤铁矿的二氧化硅颗粒低20%以上。我们采用电子顺磁共振波谱仪原位监测了在紫外光照下自由基的产生,并在二氧化硅和赤铁矿-二氧化硅的体系中检测到了典型而且强的有机自由基信号。在二氧化硅和赤铁矿-二氧化硅体系中产生的自由基g值范围分别为2.0049-2.0050和2.0043-2.0046。两个体系中均生成了半醌自由基,在赤铁矿-二氧化硅体系中还生成了苯氧自由基。二氧化硅体系中自由基的信号随着光照时间段延长而衰减,尤其在光照停止后信号大幅减弱,而此信号在赤铁矿-二氧化硅体系中却相对稳定。EPFRs的生成可能阻碍邻苯二酚的降解。所以在有机污染物的地球化学行为中,环境持久性自由基的贡献需要考虑进来,作为在环境归趋模拟中一种新的输入因子。我们进一步研究了气体氛围对自由基形成以及降解的影响。我们推测在氧气有限的干燥条件下,EPFRs的生成会阻碍其前驱体的降解;但是在氧气充足的条件下,Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环可能会增强其前驱体的降解。研究结果表明,1%的赤铁矿负载在二氧化硅表面会抑制邻苯二酚在氮气氛围下的降解,在邻苯二酚固相浓度较低时抑制现象更明显。然而在氧气氛围下,当固相浓度小于1μg/mg时,对邻苯二酚的降解是抑制的,但在固相浓度高于1μg/mg时对邻苯二酚的降解是促进作用。在氮气氛围下监测到了稳定的自由基信号,g值范围为2.0035-2.0050,表明主要生成了以氧为中心的自由基。引入氧气将大幅度降低自由基的信号,并也降低其Fe(Ⅱ)的含量。表面Fe(Ⅱ)的化学计量比为0.5,表明生成了磁铁矿。以上结果表明EPFRs的广泛存在以及Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环将影响有机化合物的环境归趋。为了更好的模拟自然环境,研究了光和湿度对邻苯二酚降解以及EPFRs生成的影响,结果表明采用波长大于340 nm光照后邻苯二酚降解率要低于采用波长大于280nm光照,但是两者对邻苯二酚降解趋势并未改变,赤铁矿在邻苯二酚固相浓度较低时减缓降解,但在高浓度时加速降解。另外,在无光照条件下,EPFRs的生成以及对邻苯二酚降解的影响与紫外光照条件下的现象一致,表明在无光照条件下也能生成EPFRs。湿度变化实验表明水分的引入增加了赤铁矿-二氧化硅体系中邻苯二酚的降解,这可能是由于EPFRs在赤铁矿-二氧化硅表面的液相环境中生成了活性氧组分(ROS),从而加速了邻苯二酚的降解。本研究结果表明,EPFRs的形成在环境中广泛存在,并且是有机化合物环境归趋的重要组成之一,忽略该过程可能导致对有机污染物环境行为和风险理解的偏差。迫切需要后续研究对EPFRs产生的机制、受环境条件的影响以及行为和风险进行更加系统深入理解。