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图 1. 污水处理厂和污水处理厂中 PFAS 的出水与进水比。出水与进水比大于 1.0 表示处理后质量流量增加,而出水与进水比小于 1.0 表示处理后质量流量减少。
图 2. 湿地与陆生植物的生物累积因子 (BCF) 和转运因子 (TF) 比较:(a) 陆生和湿地植物根系的 BCF;(b) 陆生和湿地植物地上部分的 BCF;(c) 陆生和湿地植物的 TF。
图 3. 湿地植物生物累积因子 (BCF) 的层次聚类热图分析。颜色阴影表示湿地植物对各种 PFAS 的 BCF 水平。空白单元格表示分析中未检测到的 PFAS 化合物。BCF 表示植物中污染物浓度与生长介质中污染物浓度的比率。
图 4. 湿地中微生物介导的 PFAS 头部基团转化和脱氟。该图使用不同的颜色表示各种脱氟和转化途径。在分子结构中,彩色球体表示不同的原子:灰色代表碳、黄色代表氟、红色代表氧、白色代表氢。定义了脱氟机制的化学式。图中显示了每种反应类型的关键元素,包括碳、氢、氧、氟。碳原子可以是烷基、烯烃或芳香族。
主要发现
本文探讨了湿地处理系统(Treatment Wetlands, TWs)在去除多氟和全氟烷基物质(PFAS)方面的有效性,重点强调了湿地植物和微生物在这一生态修复过程中的关键作用。文章的创新点在于系统地整合了底物吸附、植物吸收及微生物分解这三种机制,提出了一个多维度的PFAS去除模型。主要发现包括:1) 湿地系统中的底物主要通过吸附作用去除PFAS,而湿地植物则通过从根部吸收并向上部组织转移PFAS,有效促进了PFAS的生物地上积累;2) 湿地微生物显示出通过头部基团转换(如脱羧和脱硫)和脱氟(包括消除、还原脱氟、水解和脱烷基等过程)的能力,这些生物化学途径是PFAS降解的关键;3) 研究还强调了植物和微生物在持续去除环境中PFAS的重要性,尤其是在处理长链PFAS方面显示出的独特优势。这些发现不仅为理解PFAS在环境中的行为提供了新的见解,也为设计和优化用于PFAS生态修复的湿地处理系统提供了科学依据。通过这种绿色和低碳的技术,能够有效地从废水中去除PFAS,减少这类持久性有机污染物对水体和生态系统的潜在威胁。
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