环境学院王亚韡教授工作室利用傅里叶变换离子回旋共振超高分辨质谱仪（FT-ICR MS），结合密度泛函理论计算手段，解析了全氟己基磺酸（PFHxS）在模拟饮用水氯（胺）消毒过程中的生成机制，相关成果近日以“Generation Mechanism of Perfluorohexane Sulfonic Acid from Polyfluoroalkyl Sulfonamide Derivatives During Chloramination in Drinking Water”为题，在线发表于环境领域著名国际期刊Environmental Science & Technology（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c07881）。论文第一作者为助理研究员李志刚，通讯作者为朱娜丽副研究员。该项研究得到了国家自然科学基金项目、浙江省重点研发基金等项目的支持。

图1.四种PFHxS相关化合物在氯（胺）作用下转化

  2022年，PFHxS及其盐类和相关化合物被列入《斯德哥尔摩公约》附件A中。PFHxS是饮用水中检出率及浓度相对较高的一类全氟化合物，由于其具有一定的生物毒性而受到越来越多的关注。饮用水中PFHxS的来源除直接排放外，间接来源仍未可知。本研究选取被建议列入附件A中的PFHxS相关的全氟磺酰胺类衍生物为前体物，研究其在氯（胺）消毒过程中PFHxS的生成机制。利用超高分辨质谱FT-ICR MS，并结合密度泛函理论计算手段，推导其在氯化消毒过程中PFHxS的生成路径。结果表明，相较次氯酸钠消毒，氯胺消毒能够促进全氟磺酰胺类衍生物降解生成PFHxS，且前体物N-AP-FHxSA在氯胺消毒过程中，PFHxS的摩尔转化率最高达72%。PFHxS的生成主要是通过消毒剂对N-AP-FHxSA的直接氧化和间接氧化两条路径。结合密度泛函理论计算结果，进一步阐明消毒剂主要通过进攻磺酰胺基团中的N原子活性位点，导致S-N键断裂生成PFHxS的作用机制。此外，PFHxS的生成量随消毒剂浓度增加、反应温度提升、溶液酸度增加而增加。本研究为饮用水中PFHxS的间接来源提供了有效证据，为饮用水中PFHxS的控制和去除提供了理论依据，同时为PFHxS及其相关化合物的化学品监管提供了有力的数据支撑。