环境持久性有机自由基（Environmental Persistent Free Radicals, EPFRs）是相对于传统关注的短寿命自由基而提出的。与传统认识的自由基相比，EPFRs的半衰期较长，它可在环境中存在数十分钟到几十天。EPFRs被认为是一类新型的环境风险物质，可诱发生物系统的氧化应激反应，引起细胞和机体损伤，引发肺部和心血管疾病，是癌症诱因之一。然而，目前国内外关于EPFRs的产生过程及其环境危险性的研究尚未受到应有的重视。特别是多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs）污染土壤中EPFRs的形成及环境行为研究则更少，对其产生的机制及寿命（环境稳定性或持久性）认识不足。
中国科学院新疆理化技术研究所环境科学与技术研究室科研人员致力于土壤中PAHs的非生物转化过程研究，重点对PAHs在土壤表层的光催化转化过程和非光照条件下的化学催化氧化过程进行深入系统研究。研究发现，通过对粘土矿物表面微观理化特性的调控，可以在很大程度上提高PAHs的光催化和暗反应降解速率，这为PAHs污染土壤的原位化学修复技术的发展提供了理论基础。在PAHs催化转化过程的研究中，科研人员通过电子顺磁共振系统首次检测到有 EPFRs的产生，进而开展了深入系统的研究。结果证实，在蒽等多种PAHs污染的Fe(III)或Cu(II)改性粘土的模拟样品中可检测到自由基的存在，该自由基的g值为2.0035左右，可以认为是碳中心有机自由基。该自由基的EPR浓度随着反应的时间呈现先增大后缓慢减小的趋势，在环境中的半衰期长达三十多天，可认为是一类典型的持久性自由基。研究还发现，环境条件对EPFRs的形成和稳定性有较大的影响，在20~80℃的温度范围内，EPFRs的稳定性随着温度的升高而下降，而相对湿度较高的环境直接制约了EPFRs的产生。
此外，科研人员推断在相对干燥的石油、煤炭等化石燃料污染的土壤中更容易形成EPFRs，这也得到研究结果的证实。这一发现对认识土壤环境中EPFRs的形成过程、环境稳定性、归趋规律及其影响机制具有重要的科学意义，同时为评价土壤污染特性及原位治理技术提供新思路。
相关研究成果发表在《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）上。该研究得到国家自然科学基金、中科院“青年创新促进会”、中科院“西部之光”等项目资助。
多环芳烃污染土壤中EPFRs的形成过程
