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中文标题：稻田生物炭——减少环境中 PFAS 污染的解决方案.英文标题：Biochar from paddy field - A solution to reduce PFAS pollution in the environment.1、在 15 种材料中，稻壳活性炭吸附的 PFAS 最多。2、研究发现，亚洲用于水田的 Andosol 对 PFAS 的吸附率很高。3、 提出了一种新的水稻种植系统来去除稻田中的 PFAS。一般来说，活性炭表现出捕获长链 PFAS 的显着能力，但对短链 PFAS 的捕获效率相对较低。日本的 13 种市售活性炭接受了水中 PFAS 吸附能力的测试。稻壳活性炭Triporous™-PFAS对超短链PFAS（全氟碳链：C1表示全氟羧酸（PFCA），C2表示全氟烷磺酸（PFSA））表现出最高的吸附能力（超过95%）长链 PFAS（PFCA 为 C13，PFSA 为 C10）。早期的一项蒸渗计研究强调日本代表性土壤 Andosol 是去除灌溉水中 PFAS 的潜在介质。考虑在Andosol田上种植水稻并利用稻壳和稻草生产生物炭，提出了一种新的水稻种植系统。该系统旨在促进亚洲环境中持续去除 PFAS。日本水稻种植系统不仅生产水稻，还生产生物炭，以去除水循环系统中的 PFAS。测试的活性炭材料中的总氟含量范围为 0.18 至 38 μg g F。根据背景 F 空白和吸附容量的结果，Triporous-PFAS-F 被证明是降低方法检测限的选择。提出了测量总 PFAS 的国际标准方法。![]()
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图 1. 经过不同吸附剂的吸附实验后，水中残留的 PFAS 百分比。
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图 2. 施加到渗滤仪之前的原河水（蓝色条）和流经稻田后的沥出水（红色条）中单个 PFAS 的浓度。
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图 3. 日本全国稻田中 Σ32PFAS 的年输入量——“稻田作为 PFAS 去除室”(A) 当前的水稻种植系统，(B) 采用 PFAS 植物修复和持续生产生物炭的新型水稻种植系统。
本研究提出并验证了利用稻壳制成的Triporous™材料作为一种高效吸附剂，能够从水中去除各种链长的PFAS。Triporous™材料的独特多孔结构（微孔、介孔和大孔的结合）使其在吸附短链和长链PFAS时表现出色。此外，研究通过比较日本市场上其他吸附材料，发现Triporous™-PFAS的吸附能力在所有测试的材料中是最高的，超过了传统的煤炭和椰壳活性炭等材料。这种材料在实际应用中具有显著的环保效益，不仅能够减少CO2排放，还能通过循环利用稻壳，降低农业生产对环境的负面影响。研究还提出了一种创新性的稻作系统，结合了植物修复和生物炭的持续生产，旨在通过这一系统实现农业环境中PFAS的持续去除。该系统利用稻壳和稻草制成生物炭，并将其用于净化灌溉水和其他水源，同时通过热解处理PFAS，实现其彻底降解。实验表明，这种稻作系统在减少水体中的PFAS浓度方面具有很大的潜力，预计每年能够去除大量的PFAS，这为亚洲国家提供了一种潜在的解决环境中PFAS污染问题的新方法。
文章DOI：10.1016/j.chemosphere.2024.143073声明：
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