新型预处理工艺增强了饮用水中PFA的去除效果
为了解决饮用水中普遍存在的 PFAS 污染问题，新泽西理工学院的一个研究小组做出了开创性的努力，获得了垦务局海水淡化和水净化研究项目的资助。
这项竞争激烈的资助项目在八十多个申请者中仅授予了八个项目，支持了他们的创新项目“使用疏水离子配对方法增强凝结以去除全氟和多氟烷基物质的项目”。
新泽西理工学院土木与环境工程系副教授兼此项工作的首席研究员 Arjun Venkatesan 也领导了同一项目的一项试点研究，该项目名为“使用疏水离子对作为预处理增强颗粒活性炭对亲水性全氟和多氟烷基物质的去除”，采用类似的方法解决 PFAS 污染问题。
应对 PFAS 去除挑战
全氟和多氟烷基物质 (PFAS) 通常被称为“永久化学品”，对传统水处理方法构成重大挑战。PFAS 中的碳氟键是化学中最强的键之一，这使得这些物质极易抵抗自然降解过程。
这种持久性意味着 PFAS 会无限期地留在环境中，随着时间的推移不断积累，并带来长期健康风险。传统的处理方法，如颗粒活性炭 (GAC) 过滤，难以有效去除某些类型的 PFAS，尤其是亲水性(短链)变体。
“GAC 是处理 PFAS 的首选技术，”Venkatesan 说道，他也是 NJIT 新兴污染物研究实验室 (ECRL) 的主任。“然而，它并不适用于所有 PFAS 化学品。长链 PFAS 可以被有效去除，但短链 PFAS 却不能，因为它们同样有且受到管制。”
GAC 去除 PFAS 的主要机制依赖于疏水相互作用，而这种作用对于水溶性短链 PFAS 无效。处理能力的这种差距需要创新解决方案来提高水安全并满足环境保护署 (EPA) 制定的监管标准。
创新解决方案与合作
该团队的创新方法涉及预处理过程，可显著提高现有 GAC 系统的性能。通过在进水中添加一种与 PFAS 分子形成疏水复合物的化学物质，短链和长链 PFAS 都可以更有效地吸附到 GAC 表面。该过程不仅提高了去除效率，而且还提供了一种经济高效的解决方案，可在现有水处理设施中轻松实施。
萨福克县水务局 (SCWA) 在该项目中发挥了至关重要的作用，它提供了受污染地下水场地进行试点测试的机会。SCWA 还为试点过滤柱的建设和额外的水质测试提供了实物支持，以补充 PFAS 研究，体现了该研究的实用性和以社区为中心的性质。
初步结果令人鼓舞
虽然试点测试才刚刚开始，但实验室测试已显示出令人鼓舞的结果。预处理方法已证明 PFAS 去除突破时间显著改善。例如，受管制的短链 PFAS PFBS 的 50% 突破时间缩短了约 170%。
这些初步发现表明，新颖的预处理工艺可以显著改善 GAC 的性能，最终提高水质和安全性。
现实世界的影响和未来研究
凭借这项新奖项，该团队现在准备展示另一种常用水处理工艺——凝结和絮凝的新型预处理方法。这种方法简单且经济高效，使其成为广泛采用的可行选择。
“我们的方法只需进行少量改动即可轻松应用于现有的传统水处理系统，”新泽西理工学院土木与环境工程系助理教授、凝结与絮凝处理研究合作者 William Pennock 说道。“我们只需要一个化学计量泵将 HIP 化学品注入未经处理的水中。”
这种简单的集成可以显著节省水处理设施的运营成本，并有可能将 GAC 更换频率降低约 50%。
展望未来，研究团队还在探索疏水离子配对方法对其他离子有机污染物的潜力，这表明该技术具有广泛的适用性。未来的研究将侧重于测试可生物降解且环保的 HIP 化学品替代品，确保该工艺不会引入二次污染物。
这项研究与 EPA 关于饮用水中 PFAS 的最新规定高度吻合。通过提高 GAC 过滤器的性能并降低运营成本，拟议的预处理工艺解决了国家的关键需求。该技术的成功实施有望立即以具有成本效益的方式改善现有的水处理系统，造福社区并促进公共卫生保护。
这项创新研究代表着对抗 PFAS 污染的重大进步。通过改进现有的水处理工艺，该团队不仅解决了紧迫的环境挑战，还提供了可在全国范围内采用的实用、可扩展的解决方案。
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