典型全氟化合物的去除技術(shù)研究進(jìn)展

典型全氟化合物的去除技術(shù)爭(zhēng)論進(jìn)展50(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)是最典型的兩種化合物.它具有極好的理化性質(zhì),被大量的應(yīng)用于生產(chǎn)生活當(dāng)中.由于其具有生殖毒性、誘變毒性、發(fā)育毒性等,近幾年來,相關(guān)爭(zhēng)論人員及學(xué)者開頭關(guān)注全氟化合物對(duì)環(huán)境、生物、人體等的影響.現(xiàn)有的去除典型全氟化合物的技術(shù)有光化學(xué)降解、吸附去除技術(shù)、電化學(xué)氧化法等.在對(duì)全氟類化合物的特性以及現(xiàn)狀進(jìn)展分析后,綜述了近幾年來國內(nèi)爭(zhēng)論學(xué)者對(duì)典型全氟化合物去除技術(shù)爭(zhēng)論的進(jìn)展,并對(duì)全氟化合物的將來爭(zhēng)論方向與趨勢(shì)進(jìn)展了展望.《四川環(huán)境》【年(卷),期】2023(035)0057(P135-141)全氟化合物;特性;污染現(xiàn)狀分析;去除技術(shù)盧麗娟;唐敏康;陳瑛;高乃云;許建紅【作者單位】341000;江西理工大學(xué)341000;江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,江西贛341000202392;污染掌握與202392【正文語種】中文X703·綜 述·全氟類化合物(Perfluorinatedcompounds，PFCs)19513M涂料、皮革、合成洗滌劑等與生產(chǎn)生活親熱相關(guān)的產(chǎn)品中。物，在各種全氟類化合物中，全氟磺酸鹽和全氟羧酸鹽應(yīng)用廣泛，其中全氟辛烷(C8)80%以上[1]。然而大量的生產(chǎn)和使用隨之而來的便是環(huán)境污染、威逼人類身體安康等一系列問題。20235PFOSAB。PFCs了對(duì)全氟化合物去除技術(shù)的最見解。的耐酸堿和強(qiáng)氧化劑性能[2]。離子態(tài)全氟化合物具有較低的蒸汽壓和較高的水溶性，揮發(fā)性低[3]1合物廣泛使用，它們的分解產(chǎn)物PFOA或PFOS可以在環(huán)境和生物體內(nèi)檢測(cè)到[4]。這類化合物具有生殖毒性、免疫毒性等[5]。在全部的日本的地下水和溫泉水中，PFCsPFOSPFOA，PFHpA，PFNA0.28～133,0.1～20,0.47～600.1～94ng/L[6]。1815PFCs因。結(jié)果說明，深圳沿海岸表層海水中PFCs總的殘留水平受人類活動(dòng)的影響顯著，沿海岸表層海水中PFCs的主要?dú)埩舴N態(tài)為中、短鏈的全氟辛烷磺酸、全氟辛酸、全氟己酸和全氟戊酸。這可能由于生產(chǎn)使用全氟類化合物引起的全氟類污染物的聚集[7]PFOS、PFOAPFOSPFOA100PFOAPFCsPFOSPFHpA[8]。吸附技術(shù)承受吸附技術(shù)去除全氟類化合物是一種高效可行的方法。吸附劑一般有活性炭、活性污泥、沸石、陰離子交換樹脂、納米碳管等。余強(qiáng)[9]分析了活性炭和陰離子交PFOAPFOS吸附性能，利用兩步交聯(lián)法合成一種對(duì)PFOS具有選擇性吸附的殼聚糖分子印跡材料。這種材料對(duì)PFOS具有吸附專一性和選擇性。在同等的吸附條件下，吸附性能是非印跡吸附劑的兩倍。在陰離子干擾試驗(yàn)中，競(jìng)爭(zhēng)吸附并沒有干擾它對(duì)PFOS的吸附。在與一般的活性炭和陰離子交換樹脂等吸附劑比較，殼聚糖分子印跡材料選擇吸附性高、吸附速率快、吸附量高，適合高濃度PFOA[10]通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)無孔的稻殼進(jìn)展改性，制備出氨化稻殼吸附劑并對(duì)PFBA、PFOA、PFOS進(jìn)展吸PFCs存在靜電作用和疏水作用。ValeriaOchoa-Herrera[11]等報(bào)道了固體顆粒活性炭、沸石、污泥對(duì)全氟化合物的吸附。試驗(yàn)證明，在低溶度時(shí)，活性炭對(duì)于PFOS的PFOAPFBS，主要是由于全氟化合物的鏈長、官能團(tuán)影響著陰離子外表PFOSPFOS。沸石、污泥、活PFOSXiaonaLi[12]等報(bào)道了多壁碳納米管(MWNTS)對(duì)五種可電離的有機(jī)污染物的吸附。試驗(yàn)證明，MWNTSPFOA、PFOS、PFOSA作用，對(duì)壬基酚(4—NP)、2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-Dπ-e化性共同作用的。MWNTS點(diǎn)。YanQu[13PFOA吸熱的過程，并且遵循偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。物。HiroshiMoriwakia[14TiC相有效的吸附劑。試驗(yàn)證明，1ug/mLTiCTi∶CTiC用來去除水中典型全氟化合物有很大的潛力。附劑的后續(xù)處理也是值得爭(zhēng)論和關(guān)注的問題。光化學(xué)降解。HISAOHORI[15PFOAUV、UVH2O2酸來分解PFOA。通過試驗(yàn)證明，直接光照可以產(chǎn)生CO2、F-、短鏈的全氟羧酸。C7F15和COOHC-C鍵斷裂起著作用，同時(shí)還在CO2、FPFOAF-和CO2，同時(shí)抑制短鏈全氟羧酸在反響溶液中的積存，并且鎢摻雜多酸可以循環(huán)使PFOA。這種結(jié)合可以分解不PFOA。用分解全氟羧酸[16]的試驗(yàn)中，光解生成的在反響過程中充當(dāng)強(qiáng)氧化劑。同時(shí)，在)=0.59mmolPFOA11PFOA碳二相系統(tǒng)里用來分解長鏈全氟羧酸的[17]，長鏈全氟羧酸不溶于水，然而可以溶CO2。因此，CO2CO26.4～51CaoMH[18UV、VUVUVVUV解PFOA。然而，在NaIO4的參加后，UV系統(tǒng)中可以產(chǎn)生更多的活性中間產(chǎn)物，PFOAVUV反響。YuanWang[19-20PFOA。Fe3+首PFOAC7F15COO·,再進(jìn)展水解生成C6F13COOH。通過增加鐵離子的濃度，PFOACu2+、、Zn2254nmPFOAF-，同時(shí)可以檢測(cè)出甲酸鹽，以及五種鏈長的全氟羧酸(C2-C6)中間產(chǎn)物的形成。假設(shè)反響時(shí)間夠長，PFOACO2F-。宋洲[21PFOA，考察了不同濃度溶液、過硫酸鹽的濃度的降解機(jī)理。在體系中，PFOAPFOA解(反響(1)～(5))；②Fe3+介導(dǎo)的光脫羧反響(反響(6)～(8))。C7F15COOH·+→C7F15·+CO2+H+C7F15·+H20→C7F15OH+H·C7F15OH→C6F13COF+H++F-C6F13COF+H2O→C6F13COOH+H++F-C7F15COO-+Fe3+→[C7F15COO-Fe]2+C7F15COO·+3H2O→C6F13COOH+HCOOH+2F-+2H++·OHSO4·Fe3+在紫外光的作用下可以降解PFOA，同時(shí)生成的Fe2+又可以參與到過硫酸鹽的活化反響中去。通過檢測(cè)，PFOA在降解的過程中的中間產(chǎn)物主要是一些短鏈的全氟羧酸，上述降解過程如下圖所示。短時(shí)間內(nèi)到達(dá)降解效果，其降解的中間產(chǎn)物為短鏈的全氟羧酸、CO2F-。短求較高，并且大規(guī)模的應(yīng)用費(fèi)用較高。光催化降解光催化降解包括非均相、均相兩種類型。均相光催化降解主要以雙氧水、Fe3+、Fe2+為介質(zhì)，通過光助-芬頓反響降解污染物，這反響可以直接利用可見光。非均體的導(dǎo)帶和價(jià)帶上分別形成格外活潑的電子-空穴對(duì)(e-h)，可分別被水溶液中的OH-、H2OO2構(gòu)造穩(wěn)定的有機(jī)物，不產(chǎn)生二次污染。HISAOHORI[15]等首次報(bào)道出鎢摻雜多酸PFOATiO2TsuyoshiOchiai[22]等報(bào)道了在大氣壓力下，TiO2(MPUVTiO2PFOA。試驗(yàn)說明，PFOATiO21.3×10-28.6×10-2dm3h-1。PFOATiO2MPUV燈產(chǎn)生的空穴和自由基簡(jiǎn)潔的分解。但純納米TiO2一般很難降解PFOS或PFOA，一般都需要參加電子轉(zhuǎn)移介質(zhì)，電子轉(zhuǎn)移介質(zhì)可以轉(zhuǎn)變PFOS或PFOA性能和構(gòu)造，從而提高催化效果。RalfDillert[23TiO2TiO2UVTiO2CO2F-。然而，由于低光子效率和強(qiáng)酸的條件(PH1)，這方法不能用于工藝過程。PanchangamS.C.[24]TiO2(0.075和0.15M)對(duì)光催化0.15MTiO2(220～460nm)PFOA。HClO4TiO2PFOAO2EstrellanCR[25]TiO2FeNbPFOAHClO4O2TiO2TiO2學(xué)方面的性質(zhì)，如比外表積，晶粒尺寸，可見光的吸取，防止銳鈦礦型轉(zhuǎn)變成金紅石型。更重要的是，F(xiàn)e:Nb-TiO2，F(xiàn)e低帶隙能量，Nb更高的吸取和電荷分別的增加。QuY[26254nmPH9KIPFOAKIPFOAKIKI0.3mM時(shí)，PFOSPFOA質(zhì)都是溶液，不易回收，對(duì)環(huán)境會(huì)造成很大的污染。PFOSPFOA催化過程中催化劑的選擇以及活性的提高尤為重要。TiO2PFCs。聲化學(xué)降解超聲波降解是上世紀(jì)末興起的一種降解方法，能量需求低并且經(jīng)濟(jì)無污染[27]。超PFOAPFOSJIECHENG[28]等報(bào)道了PFOAPFOSPFOAPFOSPFCsPFOAPFOSChadDVecitis[29PFOSPFOA動(dòng)力學(xué)及機(jī)理。同時(shí)，超聲波分解PFOA和PFOS是一種又快又有效地分解方法。PFOAPFOSPFOS[30PFOS-AFFFPFOSPFOS的超聲波分解首先是熱解斷裂C-S和微射流，此時(shí)，空化氣泡中的水蒸氣發(fā)生熱解，產(chǎn)生可以分解有機(jī)污染物導(dǎo)率、黏度、外表張力也較為關(guān)鍵。誘導(dǎo)分解法在不同的分解方法中，每種物質(zhì)都有肯定的作用。誘導(dǎo)分解法就是某種或幾種物質(zhì)誘導(dǎo)或加快反響的進(jìn)展。HisaoHori[31PFOSPFHS(全氟己烷磺2。結(jié)果說明，在超臨界水F-。同PFHSFH-PFCAS[32]。在添加了過硫酸鹽的反響溶液中，H-PFCASF-全部的礦化。結(jié)果說明，可以親核取H-PFCASm-HF-完全礦化。Yu-ChiLeei[33PFOA。過硫酸鹽27℃PFOAPFOA高的溫度(130℃)將導(dǎo)致大量的自由基氧化劑釋放的形成，快速消耗了大局部剩余PFOA下PFOA的降解速率是在堿性條件下的1.1～7.4倍。主要是會(huì)發(fā)生此反響+OH·，PFOA時(shí)間。在零價(jià)鐵誘導(dǎo)氧化微波水熱分解PFOA[34]的試驗(yàn)中，溫度掌握為90℃時(shí)，5mM67.6PFOA，并且生成短鏈的全氟羧酸和F22.5PFOA，并且可以釋放亞鐵離子。在PFOA速低耗能的方法，擁有很大的應(yīng)用前景。電化學(xué)氧化法BDDBDD以產(chǎn)生各種活潑的氧化劑的潛能。TsuyoshiOchiai[35BDDPFOA。試驗(yàn)證明，PFOABDDPFOAC7H15COOHC-CC7H15CO2。C7H15C7H15OH，接著去氟形C6F13COFC6F13COOHF-。最終，PFOACO2FBBDPFOA外線燈(MPUVBDDQiongfangZhuo[36]Ti/SnO2-Sb-BiPFOA2h99%的PFOA得到有效降解。在水溶液中覺察的中間產(chǎn)物包括短鏈CF3COO-，C2F5COO-，C3F7COO-，C4F9COO-，C5F11COOC6F13COOF-。電化學(xué)氧化機(jī)理顯示，PFOAPFOA3.37V后PFOA的脫羧形成全氟辛基允許在全氟辛基和羥基自由基/氧氣之間的脫氟反響，電噴霧電離(ESI)質(zhì)譜進(jìn)一步確認(rèn)，PFOATi/SnO2-Sb-BiPFOAC-CPFOA，這是一種有潛力的處理方法。PFCsPFCs全氟化合物的去除和降解技術(shù)到達(dá)了肯定的水平，但無論哪種技術(shù)仍存在一些F-并且可能會(huì)生成短鏈的全氟羧酸，但是實(shí)際操作存在費(fèi)用高等相關(guān)條件的限制。從多角度分析實(shí)際應(yīng)用的可行性，可將多種方法結(jié)合起來，到達(dá)協(xié)同的效果。TiO2)為主體，摻雜金屬炭基摻雜納米金屬氧化物來高效光催化降解全氟化合物。今后的爭(zhēng)論，仍要考察各種方法的實(shí)際操作性，加大力度爭(zhēng)論全氟化合物的污氟化合物對(duì)環(huán)境及生物的危害?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】PrevedourosK,CousinsIT,BuckRC,etal.Sources,FateandTransportofPerfluorocarboxylates[J].EnvironmentalScience&Technology,2023,40(1):32-44.GiesyJP,KannanK.PeerReviewed:PerfluorochemicalSurfactantsintheEnvironment[J].EnvironmentalScienceTechnology,2023,36(7):146A-152A.PrevedourosK,CousinsIT,BuckRC,etal.Sources,FateandTransportofPerfluorocarboxylates[J].EnvironmentalScience&Technology,2023,40(1):32-44.VecitisCD,WangY,ChengJ,etal.Sonochemicaldegradationofperfluorooctanesulfonateinaqueousfilm-formingfoams.[J].Environ.sci.technol,2023,44(1):432-438.WangY,ZhangP.Photocatalyticdecompositionofperfluorooctanoicacid(PFOA)byTiO2inthepresenceofoxalicacid.[J].JournalofHazardousMaterials,2023,192(3):1869-1875.MurakamiM,KurodaK,SatoN,etal.GroundwaterpollutionbyperfluorinatedsurfactantsinTokyo.[J].EnvironmentalScienceTechnology,2023,43(10):3480-3486.[J]202333(6):1795-1800.[J]202330(10):2097-2107.余 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