你知道吗，我们平时所喝的饮用水中含有较高水平的全氟和多氟烷基物质（PFAS），而这种物质对我们的身体健康有害，虽然们们也有相对的去除方法但是都不能做到完全消除，近日不列颠哥伦比亚大学的工程师们创造了一个革命性的水处理系统，可以有效和安全地从饮用水中彻底消除"永久化学物质（PFAS）"。

一、关于PFAS

1、PFAS对人类的危害

永久化学品，正式称为PFAS（全氟和多氟烷基物质），是一个庞大的物质群体，使某些产品具有不粘和防污的特性。有超过4700种不同类型的PFAS在使用，这些化学品通常在雨具、不粘锅、防污剂和消防泡沫中发现。研究表明，PFAS与各种健康问题有关，包括荷尔蒙失调、心血管疾病、发育问题，甚至是癌症。

目前有科学研究表明，接触高含量的某类PFAS可能会导致多种健康问题：生殖影响，如产妇生育能力下降或高血压升高；儿童发育影响或延迟，包括低出生体重、青春期加速、骨骼变异；某些癌症风险增加，如前列腺癌和睾丸癌；身体免疫系统抵抗感染的能力下降；干扰人体的天然激素；胆固醇水平升高或肥胖风险增加。

2、PFAS用途广泛，遍及全球

PFAS也被称为全氟化学品，最初是为扑灭石油火灾而开发的，但现在被用于许多用途，广泛存在于我们的日用品中，并通过迁移进入人体。最典型的案例如不沾炊具，其表面不沾涂层可在高温下分解为PFAS，并随食物进入人体；食品包装和一次性纸杯的内涂防水层含有的PFAS也会随着食物迁移进入人体；56%的粉底和眼部产品、47%的睫毛膏、48%的唇部产品都含有PFAS，并迁移入人体。科学家们认为，这种危害可能会波及整个地球，因为人类活动排放出大量的PFAS。

3、针对PFAS风险，全球管控日趋严格

研究发现许多动物和人体血液样本中都检测到了PFAS的存在。鉴于PFAS物质对人类和环境的危害，全球针对PFAS的管控日趋严格。

其中，以美国加州为例，在2022年8月20日通过的AB-1817法案中，明令禁止在新的纺织品中使用受管制的PFAS。甚至从2025年1月1日开始，加州将禁止制造、分销和销售任何含有受管制的PFAS的新纺织物品。

二、新吸附材料可彻底在饮用水中消除PFAS

不列颠哥伦比亚大学的工程师们创造了一个革命性的水处理系统，可以有效和安全地从饮用水中彻底消除"永久化学物质（PFAS）"。开发该技术的UBC化学和生物工程教授Madjid Mohseni博士说："想想Brita过滤器，但这却要好上一千倍。"

为了去除饮用水中的PFAS，Mohseni博士和他的团队设计了一种独特的吸附材料，能够捕获并保持供水中存在的所有PFAS。

UBC的研究人员设计了一种独特的吸附材料，能够捕获供水中存在的所有PFAS。资料来源：Mohseni实验室/UBC

然后使用特殊的电化学和光化学技术销毁这些PFAS，这些技术也是由Mohseni实验室开发的，并在最近发表在Chemosphere的一篇新论文中进行了部分描述。

虽然目前市场上有一些处理方法，如广泛用于家庭和工业的活性炭和离子交换系统，但它们不能有效地捕获所有不同的PFAS，或者需要更长的处理时间，Mohseni博士解释说。

"我们的吸附介质可以捕获高达99%的PFAS颗粒，而且还可以再生并有可能重新使用。这意味着，当我们从这些材料中擦除PFAS时，我们不会最终产生更多的高毒性固体废物，这将是另一个重大的环境挑战。"

他解释说，虽然加拿大不再生产PFAS，但它们仍然被纳入许多消费品中，然后可以渗入环境中。例如，当我们使用防污或驱虫喷雾剂/材料，清洗经过PFAS处理的雨具，或使用某些泡沫来灭火时，这些化学品最终会进入我们的水道。或者当我们使用含有PFAS的化妆品和防晒霜时，这些化学品可能会进入人体。

对大多数人来说，接触的途径是食品和消费品，但他们也可能从饮用水中接触到--特别是如果他们生活在水源受污染的地区。

Mohseni博士的研究小组也专注于为农村、偏远地区和土著社区开发水的解决方案，他指出："我们的吸附介质对生活在小社区的人们特别有利，他们缺乏资源来实施最先进和最昂贵的解决方案，可以捕获PFAS。这些也可以以分散和家庭水处理的形式使用"。

UBC团队正准备从本月开始在不列颠哥伦比亚省的一些地方试用这项新技术。

Mohseni博士说："我们从这些真实世界的实地研究中获得的结果将使我们能够进一步优化该技术，并使其成为市政当局、工业和个人可以用来消除水中的PFAS的产品，"。

三、其他五种去除水中PFAS的方法

那么，除了这种新材料，我们还有别的方法消除水中的PFAS吗？

1、碳过滤

从效能水平上看，迄今为止饮用水修复技术中应用最广泛的是颗粒活性炭(Granular Activated Carbon，GAC)。众所周知，GAC是一种能够有效用于水处理技术的材料，具有广泛性和高效性。因此，对于已投资建成的污水处理厂来说，GAC材料不需要频繁地更换反应床。至于GAC对PFAS的去除效果，美国橘县水区(oCWD)也已分别测试了颗粒活性炭、离子交换剂以及新型吸附剂对PFAS的处理性能。

虽然现在GAC技术有着较高效能，但随着技术不断创新以及受到规模经济的影响，GAC可能在未来会被更好的技术所替代。

由于替换滤芯操作十分简单，碳过滤技术在其适用领域中已经得到应用。Bluefield Research副总裁兼联合创始人Keith Hays曾为水技术在线撰稿，他表示:“目前GAC技术有着很高的效能，但随着技术不断创新以及受到规模经济的影响，未来很可能有更好的技术替代GAC。"

2、离子交换树脂

离子交换（lX)树脂由高孔隙率聚合材料组成，主要包括酸、碱和水不溶性物质组成，构成树脂微珠。IX树脂包括两大类:分别是阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。通过对特定PFAS进行树脂介质选择，让IX树脂成为一种具有吸附能力的技术。虽然lIX树脂单位体积树脂成本较高，但是它具有较长的使用寿命、且不需要很大的反应空间，因此，其操作成本并不是很高。可见，当面对较小反应空间或是移动修复技术这类小规模工艺时，使用IX树脂是一种高效、经济的选择。对于PFAS，使用IX树脂能够更加有效地去除那些活性炭无法吸附的短链PFAS。离子交换树脂就像一块强力的小型磁铁，树脂中的阳离子与PFAS中的阴离子互相吸引，进而从水中吸附并且容纳那些受到污染的材料，以达到去除PFAS的效果。

3、等离子体装置

美国的一项研究表明，处理化学污染物，与其使用活性炭或反渗透技术过滤，不如将其直接分解。来自宾夕法尼亚州研究人员已经研究出了一种称作"等离子体装置(Plasmatron)“技术，这项技术并没有过滤PFAS，而是直接将其分解。他们认为目前使用如碳过滤这样的过滤方法，仅仅能够收集PFAS，并不能将其破坏分解。换言之，除非把过滤器置于高温下焚烧，否则使用过的过滤器将成为PFAS的新来源。这项研究着眼于一个名为“滑动弧等离子体装置"研发，此装置产生了一个旋转的电磁场，能够将水中化学物质分开，这一过程很像"使用冰沙搅拌机来做冰沙”。研究人员称，这个过程需要1 h时间，可去除水中90%以上的PFAS，而它所消耗的能量还没有人们煮一壶开水多。该研究团队表示，以往关于PFAS等离子体处理方法很难在大型处理设施中推广使用，尼海姆等离子体研究所( Nyheim Plasma Institute)所长AlexanderFridman博士表示，可以通过调整该技术来处理土壤污染，以实现"PFAS化合物几乎能够完全脱氟"。

4、超临界水氧化

超临界水氧化是一项自20世纪80年代以来一直用于处理难降解化合物的技术。超临界水氧化技术最早由麻省理工大学(MIT)提出，本质上是在450~600℃的操作条件下，利用超临界水自身特性破坏有机物的一种先进氧化技术。通过提高超临界水的温度和压强，使之成为特殊状态，该状态能够断开PFAS分子骨架中的碳-氟键，从而破坏PFAS。

通过在闭环现场破坏PFAS实验，证明了该技术具有收集并且破坏水中PFAS的能力。

Battelle是一个独立的非营利性技术研发组织，该组织最近在密歇根州一座污水处理厂使用超临界水氧化技术对PFAS进行处理。通过在闭环现场破坏PFAS实验，证明了该技术具有收集并且破坏水中PFAS的能力。具体方法是:首先，将受污染废水通过液泵提至本系统，在系统中，废水与混合燃料过氧化氢、异丙醇以及作为中和剂的氢氧化钠相混合;接着，水进入热交换器并进行除盐操作后，在特定的温度和压力下，与氧化剂一同进入反应器，进行超临界水氧化反应以打破PFAS的碳-氟键，最终能够达到破坏PFAS的效果。

5、RO反渗透膜

目前，活性炭吸附、离子交换树脂、纳滤和反渗透，这几种方法均可适用于PFAS去除，其中膜过滤是公认的应对高难度废水处理的“必杀技”，众所周知，RO反渗透技术以一张能够去除离子、化学品和微沉积物的半透膜而闻名。因为PFAS分子有效直径为1纳米左右，而RO反渗透膜的孔径一般在0.1纳米~0.7纳米之间，可以有效地去除PFAS，根据美国环保局提供的数据，RO反渗透膜对包括短链PFAS在内的各种PFAS去除率通常能够超过90%。

RO反渗透膜在管道直饮水项目中，同样发挥着重要作用，在泉信管道直饮水的ODI水循环生态系统里，可将自来水进行五级专业处理，其中，RO反渗透膜过滤精度高达0.0001微米，不仅能有效去除水中PFAS，还能去除有机物、重金属、细菌、病毒等有害物质，真正实现直接饮用，让您的饮水从此无忧。

文章来源： 净水技术，cnBeta，泉信直饮水