新方法可以分解水处理过滤器上残留的 PFAS

在ACS ES&T Engineering最近发表的一项研究中，密苏里大学的 Feng“Frank”Xiao 及其同事展示了一种创新方法，利用热感应加热快速分解残留在两种固体材料(颗粒活性炭和阴离子交换)表面的 PFAS树脂——这些材料被用来过滤市政供水系统中的 PFAS。该团队的目标是在妥善处置这些材料之前对其进行清洁。

PFAS 是一组常见于家用和工业产品(例如消防泡沫、食品包装和不粘炊具)中的合成化学品。该方法基于焦耳热效应，利用金属反应器内的电磁感应过程。

“在这项研究中，我们探索了用于熔化金属的工程技术的使用，”肖说。“这种方法在短短 20 秒内就可以在颗粒活性炭和阴离子交换树脂等吸收剂表面上降解 98% 的 PFAS，这使得该过程非常节能，并且比传统方法更快。”

近年来，专家们对环境中接触PFAS 给人类健康带来的风险提出了担忧，包括罹患癌症和其他严重的健康问题。肖在土木与环境工程系任职，他说，虽然可以使用吸附剂从水中过滤掉 PFAS，但处理用过的或“用过的”吸附剂也会造成环境污染问题。

“由于被称为 PFAS 的化学物质通常难以降解，它们对现有的处理工艺构成了相当大的挑战，包括颗粒活性炭和阴离子交换树脂等过滤材料的废物处理实践，”肖说。

肖的职业生涯一直专注于研究从环境中安全去除 PFAS 的方法，包括最近展示了使用感应加热快速降解土壤中 PFAS 的类似效率。他说，目前的研究还从美国环境保护署 (EPA) 最近提出的法规中汲取了灵感，该法规如果最终确定，将要求美国的公共供水系统监测和减少饮用水和废吸附剂中的 PFAS 污染。

该方法的潜在缺点包括在此过程中产生的副产物——有机氟化物和氟化氢。虽然这些副产品被认为通过呼吸或摄入有毒，但肖有一个解决方案。

“如果气态有机氟化产物在感应加热过程中没有降解，则需要进行减排处理来去除或降解它们，”肖说。“然而，根据我之前的研究，其中一些产品可以通过常规热方法降解。同时，氟化氢的产生增加，这是可取的，因为这意味着 PFAS 的矿化或分解程度更高。我们发现只需在中等温度下使用粘土或土壤即可去除氟化氢。”