净水技术 | 如何去除？饮用水中PFASs的去除方法汇总
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PFASs作为一种新兴的持久性有机污染物，已经引发了国内外的共同关注。《斯德哥尔摩公约于》分别于2009年与2015年将PFASs系列中的主要物质，PFOS与PFOA列入限制名单。同时，各个国家与地区也在饮用水相关标准中，加大了对PFASs的限制。为给同行提供更多相关信息，《净水技术》杂志社通过文献报道和上海的实践经验，梳理汇总了目前饮用水中对PFASs的去除工艺。
去除方法
PFASs作为表面活性剂，它们在降低水的表面张力方面比同类碳氢表面活性剂更有效。在进入21世纪以后，随着科学技术的进步，人们逐渐发现，PFOA和PFOS等氟表面活性剂对环境具有持久性、毒性、生物蓄积性，而且非常难以用常规水和废水处理方法去除。经过文献调研，有几种技术方法可以去除或转移PFASs，但其有效性并不如预期，且大多数技术仅在实验室规模进行测试，工程实践中的有效性还有待检验。
1 物理方法
据文献报道，各种去除方法中，传统的化学氧化还原方法对PFASs无效，一些高级氧化工艺(AOPs)、电化学法和膜过滤已成为去除PFASs化合物的潜在有效方法，如存在过硫酸盐的高级氧化、紫外线照射、零价金属还原、反渗透(RO)和纳滤（NF）。然而，这些方法中有许多因为需要先进的设备和高耗能使其较为昂贵，而且它们还可能产生大量的废物。相比之下，物理吸附法因其简单、经济、高效等优点而被认为是一种很有前途的去除水中PFASs的技术。
近年来，多位研究者在实验室中采用活性炭、树脂、生物质、碳纳米管等对PFASs进行吸附。结果表明，颗粒活性炭（GAC）的吸附容量为71.6~290 mg PFOS/g和41.3~120 mg PFOA/g，而粉状活性炭（PAC）的吸附容量为〜560 mg PFOS/g和 290~500 mg PFOA/g。树脂的吸附能力为200~2390 mg PFOS/g和525~1500 mg PFOA/g。矿物虽然具有可调节的介孔或可改变的层状结构，但研究表明，由于矿物的亲水性，矿物对疏水有机物PFASs的吸附能力有限，大部分矿物的吸附量＜10 mg PFAS/g。
有研究显示，膜过滤对水中PFASs的去除有显著效果。由于PFASs分子的有效直径约为1 nm，可以应用RO和NF对其进行处理。Tang等人研究了RO膜去除含PFOS的废水，结果显示其对PFOS的去除率超过99%。然后该小组进一步测试了NF膜，其截留效率为90%~99%，同时，该小组指出PFOS浓度会导致膜通量降低。随后，一些研究人员利用膜过滤来去除其他PFASs，如PFnA和FOSA，结果表明，PFnA和FOSA的去除率分别为70%和90%。
2 化学方法
化学方法包括超声波辐照法、光化学处理法和电化学氧化处理法。
超声波辐照利用声空化作用，对溶液施加声场从而驱动反应发生，能有效降解水中的PFASs等污染物。此方法具有安全稳定、能耗相对较低等优势，是一种去除水中微污染物的先进方法。但由于不同的底物最佳分解条件也不同，且超声波反应条件控制较为困难，到目前为止，运用超声波技术降解水中 PFASs 还没有大规模运用到实践中。
光化学处理法，指环境中 PFASs 等污染物受到光的照射，吸收光子后，污染物分子处于某个电子激发态，全氟及多氟有机物被氧化为小分子中间产物，经过一系列反应最终演变为无毒无害化物质的过程。自 2004 年 Hori 等采用紫外光成功降解 PFASs 后，PFASs 的紫外光降解引起了越来越多的研究者关注。
电化学氧化处理法具有氧化能力强、能耗低等优点，尤其对短链 PFASs 去除效率较高，成为近年来发展相对成熟的一种有机污染物处理技术，其原理为使PFASs 在电极上发生直接或间接的电化学反应从而将其降解为其他无害物质。同光催化降解法类似，电化学处理技术也能在短时间内获得较好的脱氟效果，反应可控性强，但是反应条件较为苛刻，工作能耗较大，因此只适合处理小规模 PFASs 废水，且难以应用于受 PFASs 污染水体的原位修复。
3 生物降解法
生物降解法，指有机物在生物或生物酶的作用下发生分解，转化为其他无害物质的过程。微生物体积小、繁殖快，是最具有原位修复潜力的 PFASs 降解技术之一，但目前使用生物降解法去除 PFASs 的效果并不理想。研究表明，利用微生物降解 PFASs 尚存争议，即使 PFASs 能被微生物分解，但反应过程复杂，反应周期较长，且降解生成的中间产物仍具有毒性。
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郭睿,张超杰,周琪.水环境中全氟化合物的去除技术研究综述[J].净水技术,2016,35(6):18-24.
4 应用实践
上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司在开展前瞻性科研工作时，研究了目前我国主流水厂工艺对水体PFASs去除效果。初步研究发现，纳滤膜工艺对水体PFASs去除效果较好，去除率可达到95%以上，与上述文献报道的研究结果基本吻合。目前，相关研究也在进一步的开展过程中。
资料来源
ZHANG D Q, ZHANG W L, LIAGN Y N. Adsorption of perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances (PFASs)from aqueous solution - A review[J]. Science of the Total Environment, 2019,133606.
JI B, KANG P Y, WEI T, et al. Challenges of aqueous per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) and their foreseeable removal strategies[J]. Chemosphere, 2020,126316.
方鑫靓. 过渡金属辅酶仿生体系催化还原降解全氟己磺酸[D]. 福建：华侨大学, 2020.
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