如何在水处理厂中去除受污染饮用水中的PFAS“永久化学品”How PFAS 'forever chemicals' are removed from contaminated drinking water at treatment plants

环球医讯 / 硒与微生态来源:www.abc.net.au澳大利亚 - 英语2025-01-15 03:00:00 - 阅读时长5分钟 - 2353字
本文详细介绍了PFAS(全氟或多氟烷基物质)这种被称为“永久化学品”的污染物质及其对人体健康的潜在影响,并探讨了当前水处理厂中用于去除这些有害物质的技术和未来研究方向。
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如何在水处理厂中去除受污染饮用水中的PFAS“永久化学品”

某些技术可以通过去除或结合PFAS化学物质来清洁受污染的饮用水,但无法将其销毁。(ABC新闻:Mark Leonardi)

简而言之:

水处理厂通常使用称为颗粒活性炭和离子交换树脂的技术来去除受污染饮用水中的PFAS。小型家用选项包括反渗透系统,但这些系统维护成本较高,如果水本身已经安全饮用,则无需使用。

接下来是什么?

环境工程师和科学家正在开发修复技术,以分解受污染水中的PFAS分子。

“永久化学品”几乎无法避免。它们可以在衣物、化妆品、家具、不粘炊具、食品包装中找到——在极少数情况下,甚至会出现在厨房水龙头的水中。这些化学物质,技术上称为全氟或多氟烷基物质(PFAS),涵盖了一类超过14,000种合成化合物。正如其绰号所示,“永久化学品”在环境中持续存在,自然降解需要数百年到数千年,而且对其对人体健康的潜在影响越来越引起关注。

什么是PFAS化学物质?它们对我们的健康意味着什么?

照片显示一名餐厅服务员将食物包递给女顾客。

PFAS化学物质用于大量防水、不粘和防污产品。然而,近年来对其环境和潜在健康影响的关注日益增加。

据世界卫生组织称,饮用水是人类暴露于PFAS的一个环境来源。在澳大利亚,最近发现蓝山的两个大坝和新南威尔士州东北部的井水中的PFAS水平超过了全国饮用水指南。目前,新南威尔士州正在调查水道和饮用水中的PFAS污染;同时,全国范围内也在调查污染源、潜在的健康和环境影响以及法规的作用。国家卫生和医学研究委员会也在审查其2018年关于饮用水中PFAS安全水平的指南。去年发布的草案建议大幅降低某些类型的PFAS的安全水平,最终指导方针将于四月发布。新的限制意味着如果草案指南通过,澳大利亚的一些供水可能不符合标准。

那么,如何清除水道中的PFAS呢?

据环境工程师兼新南威尔士大学水研究所主任Denis O'Carroll教授介绍,从受污染水源中去除PFAS并不一定困难。这取决于污染场地的规模和复杂性、水质参数以及当然还有成本。“如果你想从雨水径流中去除PFAS,那将非常昂贵,”他说。“但在饮用水处理厂中去除PFAS相对简单。”

当检测到城镇饮用水供应中含有PFAS时,它是如何被去除的呢?

清除受PFAS污染的自来水

传统的饮用水处理工艺包括添加氯或含氯物质以杀死微生物,或快速砂滤,即水通过粗砂过滤掉杂质。虽然这些技术可以有效处理细菌和其他有害物质,但无法从受污染的水中去除PFAS。O'Carroll教授表示,还有其他工艺可以做到这一点。

两种广泛使用且有效的PFAS修复技术是颗粒活性炭和离子交换树脂。

颗粒活性炭是最常研究的PFAS去除处理方法。它是一种多孔、富含碳的材料,具有较大的表面积,可以捕获PFAS分子,从而有效地从周围水中去除它们。2023年11月,北领地凯瑟琳社区安装了一个临时处理系统,以去除饮用水供应中的PFAS。(ABC凯瑟琳:Roxanne Fitzgerald)

第二种技术是离子交换树脂,这是一种带正电荷的材料,可以吸引并固定PFAS分子的负电部分。它比活性炭更昂贵,但可以去除更多的PFAS种类。

另一种水处理技术称为泡沫分离。它涉及气体(通常是空气)通过液体产生“富含PFAS的泡沫”,然后将其移除。西悉尼大学水科学家Ian Wright博士解释说,尽管它不常用于水处理厂,但它可以从例如受污染的地下水中去除PFAS。Wright博士指出,一项2021年的澳大利亚研究表明,泡沫分离法从受污染的地下水中去除了至少99.5%的三种常见PFAS类型。

悉尼外围的卡斯凯德水过滤厂正在安装一套价值350万澳元的移动PFAS处理系统。(新南威尔士州政府供图)

该系统还使用了离子交换树脂“抛光剂”,以在泡沫分离处理后去除所有可检测到的PFAS分子。PFAS去除技术的有效性还取决于饮用水处理厂的管理和维护情况,Wright博士说,并补充道,其性能应“定期测试”。

然而,这些PFAS去除技术有一个缺点。

“问题是它们不会破坏PFAS分子,”O'Carroll教授说。“它们只是将PFAS集中在活性炭或离子交换树脂上,然后你必须处理这些含有PFAS的活性炭或离子交换树脂。”商业公司必须处理这些副产品,他补充道。

例如,液态废物可以送到焚化炉或垃圾填埋场——但这都是昂贵的选择,反过来又会产生另一组污染风险。“像我这样的工程师和科学家正在努力开发可以分解PFAS分子的技术,但我们还没有完全实现这一目标,”O'Carroll教授说。“PFAS真的很难分解。”他的研究团队正在开发一种使用锌和维生素B12的新系统,以降解PFAS化学物质。“[其他]新南威尔士大学的研究人员也在研究使用微生物降解PFAS,我们可以降解一些PFAS,但肯定不是全部,”他说。

我能在家中去除水中的PFAS吗?

你可以,但据Wright博士说,如果你的饮用水供应商可以向你保证其PFAS浓度较低——“理想情况下符合严格的美国环保署指南”,比现行的澳大利亚指南更严格——那这可能是“浪费钱”。如果你确实想要一个家庭PFAS处理系统,他建议安装一个“台下式”的反渗透双级过滤器。

安装在厨房水槽下的水过滤系统。(ABC西南区:提供)

反渗透通过半透膜强制水流动,产生干净的水和通常称为“浓水”的废水。“市场上有很多这类产品,它们可以用作‘台式’或‘台下式’系统,由管道工安装,”Wright博士说。“但所有系统都需要仔细维护。过滤器需要维护并定期更换。”连同安装费用,这可能会非常昂贵。

一个简单的台式活性炭过滤系统价格在100到200澳元之间,而台下式反渗透系统的售价更高,从400到1000多澳元不等。每个替换过滤器的价格在30到80澳元之间。


(全文结束)

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