水处理新思路:臭氧与高级氧化技术双管齐下破解顽固PFAS污染!

文摘   2024-10-07 09:55   四川  
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PFAS热点研究早知道


第一作者:Xiaoyue Xin


通讯作者:Ching-Hua Huang



中文标题:臭氧和臭氧/过氧化氢处理对全氟和多氟烷基物质及其前体的影响的初步评估.

英文标题:Pilot Assessment of Impacts of Ozone and Ozone/Hydrogen Peroxide Treatment on the Fate of Per- and Polyfluoroalkyl Substances and Precursors.

摘要详文

全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 构成了废水中普遍存在的一大类人为微污染物。废水饮用水回用处理中常用的氧化过程可能会影响 PFAS 前体的转化,导致全氟烷基酸 (PFAA) 浓度升高,造成严重的健康问题。这项工作进行了中试规模的调查,以评估臭氧化 (O3 ) 和臭氧/过氧化氢 (O3 /H2O2 ) 高级氧化工艺 (AOP) 分别对废水中 PFAS 的去向的影响受到重复利用。该研究评估了不同处理条件下的 40 种目标 PFAS 和相关前体 [基于总可氧化前体 (TOP) 测定],包括不同的臭氧剂量 (1.0–4.0 mg·L –1 )、H2O2剂量 (0–0.20 mg·L –1 ) 和接触时间 (0–20 分钟)。结果表明,短链 (C3-C7) PFAA 的浓度占主导地位,而两种氧化处理过程(特别是高剂量臭氧处理后)的总 PFAA 浓度均升高。TOP分析表明,回用废水中存在大量的PFAA前体,氧化处理后其浓度有所下降,但部分PFAA有所增加。这项试点研究表明,在实际条件下,臭氧和基于臭氧的 AOP 处理可以对 PFAS 的转化和 PFAA 水平的增加产生适度的影响

图文摘要


图文速览

图 1. 本研究中进入中试工厂的进水废水中 (a) PFAS 组和 (b) 单个 PFAS 化合物的浓度分布(占总量的百分比)。



图 2. 臭氧/H2O2 AOP 处理的水样中各类 PFAA 的平均浓度(ng·L−1)。


图 3. 经 (a) 臭氧化和 (b,c) 臭氧/H2O2 AOP 工艺处理的水样中 PFAS 浓度 (ng·L−1 ) 的总体变化。


图 4. TOP 测定结果:(a) TOP 氧化前后水样中分类 PFAA 浓度的增加(ΔPFAA,以 ng·L-1 为单位)(t = 0 分钟;ΔPFAA = TOP 后 [PFAA] − TOP 前 [PFAA]);(b) TOP 氧化前后水样中单个 PFAA 的浓度(t = 0 分钟);(c−e) TOP 氧化后经不同剂量臭氧/H2O2 处理的水样中 PFAA 浓度的增加(ΔPFAA,以 ng·L-1 为单位)。

主要发现

本研究的创新之处在于首次通过中试规模的臭氧和臭氧/过氧化氢高级氧化工艺对PFAS及其前体物的命运进行了详细评估,模拟实际废水再利用处理的应用条件。研究结果表明,臭氧和臭氧/H2O2处理均会引起短链PFAAs浓度的升高,尤其是在较高臭氧剂量下,PFAAs的浓度显著增加。通过TOP(总氧化前体)测试,发现处理后废水中含有大量未知的PFAS前体,这些前体可能在氧化过程中转化为PFAAs,特别是PFOA和PFBS前体的存在显著。研究还表明,相较于单独使用臭氧,臭氧/H2O2工艺在提升PFAAs浓度方面的影响较小,这可能是由于实际水体中的天然有机物对羟基自由基(•OH)的清除作用。此外,该研究为未来在实际废水再利用场景中应用高级氧化技术提供了关键数据支持,尤其是在应对PFAS污染问题方面。


文章DOI:10.1021/acsestwater.4c00565
(论文详情,请点击阅读原文)

The End


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