The occurrence of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) in fluoropolymer raw materials and products made in China

Perfluorooctanoic acid (PFOA), its salts, and related compounds were listed as new persistent organic pollutants by the Stockholm Convention in 2019. In this study, the occurrence of residues of PFOA and other per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) in raw materials and fluoropolymer products from the Chinese fluoropolymer industries are reported for the first time. The PFOA concentrations in raw materials and fluoropolymer products were in the range of 6.7 to 1.1 × 10⁶ ng/g, and <MDL (method detection limit) to 5.3 × 10³ ng/g, respectively. Generally, the levels of PFOA in raw materials were higher than in products, implying that PFOA in the emulsion/dispersion resin could be partly removed during the polymerization or post-processing steps. By tracking a company's polytetrafluoroethylene (PTFE) production line, it was found that over a 5 year period, the residual levels of PFOA in emulsion samples declined from 1.1 × 10⁶ to 28.4 ng/g, indicating that the contamination of PFOA in fluoropolymer products from production source gradually decreased after its use had been discontinued. High concentrations of HFPO-TrA (2.7 × 10⁵ to 8.2 × 10⁵ ng/g) were detected in some emulsion samples indicating this alternative has been widely applied in fluoropolymer manufacturing in China.     

中孔结构对活性炭吸附卷烟烟气中有机物的影响

卷烟烟气中复杂化合物对大气环境的污染已经引起了全世界的关注.因此,本文以颗粒活性炭为原料,通过硝酸钙、水蒸气调控得到比表面积、微孔容量丰富且含有较高中孔率的介孔活性炭,研究了孔结构对三醋酸甘油酯和挥发性有机物吸附的影响.结果表明:活性炭对三醋酸甘油酯的吸附主要受到比表面积和微孔的影响,中孔对其吸附性能没有太明显的作用;中孔结构对苯、甲苯、丙酮的吸附可以起到明显的通道效应,大大提高了活性炭对挥发性有机物的去除能力.     

线路板生产丝印区有机废气的净化

针对电子线路板厂洁净房丝印区有机废气污染的问题,选择间歇式固定床活性炭吸附法净化有机废气的工艺流程,通过制冷能力和吸附量的估算,设计空塔气速为0 . 6m s,吸附剂为果壳活性炭,装填高度为1m ,分双层多个抽屉式填装,运行后,实际监测净化效果明显,苯、甲苯、二甲苯的净化效率分别为81 .5 9% ,83. 5 0 % ,85 . 4 3% ,换下的废活性炭经再生解吸后可循环使用。回收的有机溶剂掺在柴油中作为发电机的燃料。     

青贮秸秆活性炭的制备和改性及其对阿莫西林的吸附特性

为提高秸秆活性炭性能及其对AMX（阿莫西林）的吸附效果,研究了青贮秸秆活性炭的制备和改性方法及其对AMX的吸附特性.以青贮玉米秸秆为原料,通过响应面法（RSM）,在活化温度为584℃、浸渍比为1:1.9的条件下,制备了AC-S（青贮活性炭）和AC-SA（改性青贮活性炭）.通过比表面积和孔径分析,AC-S和AC-SA的S_BET（比表面积）分别为1 521、1 347 m2/g,两种活性炭兼具中孔和微孔.研究了吸附动力学、热力学特性及初始ρ(AMX)、pH对吸附结果的影响.结果表明,AC-S和AC-SA对AMX的最大吸附量分别为39.69、45.60 mg/L,均符合伪二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型（R20.99）,吸附形式主要为化学吸附,在酸性条件下吸附量增加.研究显示,改性后AC-SA的酸性官能团增加45.31%,提高了其与AMX的碱性基团结合能力,因此对AMX的吸附效果更好.      

Recent advances in thin film composites membranes for brackish groundwater treatment with critical focus on Saskatchewan water sources

Drinking water scarcity is an ever-increasing global concern. This issue appears as a greater threat to the countries with no access to sea water resources or rivers, since their potential water resources are only limited to ground waters only. There are serious concerns with the treatment of ground water resources, including landfill leachates, agricultural contaminations (pesticides, herbicides, and fertilizers), and rural contaminations. Membrane separation has been proved to be the governing technology in water and wastewater treatment plants, as these methods are responsible for more than half of the market share of the world's desalination capacity. This study intends to offer a holistic view of the groundwater contamination with specific focus on Saskatchewan province in Canada, and the recent efforts in the groundwater treatment using thin film composite membrane technology. This study begins with an introduction of the general aspects of ground water and membrane separation, polluting agents, and their sources. It is followed by a discussion of Saskatchewan's groundwater status and various issues. Furthermore, the recent research that became available since 2010 is reviewed in details and the results are summarized with respect to purification efficiency. Different affecting parameters in a groundwater-thin film composite system are synthesized and an in-depth overview is presented.     

汾河流域太原段河水及沉积物中PFOS和PFOA的浓度分布特征

考察山西省汾河太原段全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的浓度分布特征,采用固相萃取(SPE)的前处理方法与高效液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)仪器分析方法,检测了汾河太原段水体及沉积物中PFOS和PFOA的含量.结果表明,汾河水样品中PFOS和PFOA浓度范围分别为3.54~16.23 ng·L-1和2.49~4.79 ng·L-1,沉积物样品中含量分别为7.77~51.22 ng·g-1和1.94~3.54 ng·g-1.汾河太原段水样PFOS的浓度从上游到下游有逐渐升高的趋势,PFOA在各采样点的浓度相近;沉积物样品中PFOS的浓度大致呈从上游到下游逐渐升高的趋势,升高趋势没有水样中的明显,但是PFOA在各采样点的浓度亦相近.此外,PFOS在水体及沉积物中的分配与沉积物中有机碳的含量相关,而PFOA的相关性不显著.     

类脂复合吸附剂去除水中微量七氯和环氧七氯的研究

研制了一种新型类脂-活性炭复合吸附剂,研究了其对水中痕量持久性有机污染物--七氯和环氧七氯的吸附行为.实验结果表明,该新型复合吸附剂对七氯和环氧七氯有较强的吸附性能,反应48 h后,对初始浓度为20μg·L-1的七氯和环氧七氯的去除率分别为98.79%和98.08%;吸附等温线符合弗兰德里希模型;吸附动力学符合准二阶动力学模型.该复合吸附剂对亲脂性较强的七氯具有较快的初始吸附速率、较大的平衡吸附量和较高的去除率.相同实验条件下,类脂-活性炭复合吸附剂对七氯和环氧七氯的吸附速率和去除效果均优于传统吸附材料活性炭.     

TiO2光催化降解PFOA的反应动力学及机制研究

全氟辛酸(PFOA)是一种新的持久性有机污染物,其处置技术是研究的热点.以UV254 nm紫外灯为光源,采用商品TiO2(P25)对PFOA进行光催化降解实验,并考察pH、TiO2用量、初始浓度、反应气氛对降解的影响.结果表明,反应符合准一级动力学方程,pH对反应有重要影响,氧气存在下能提高反应效率.在pH为3,TiO2用量为1.5 g·L-1,通入空气条件下反应7 h实现基本降解,速率常数为0.4206 h-1.投加俘获剂实验表明,空穴(h+)是主要的活性物质,其对反应速率贡献率为66.1%;羟基自由基(·OH)也参与PFOA的降解过程;投加NaF实验表明,PFOA在TiO2上吸附是反应发生的首要条件.UPLC-QTOF/MS分析表明,PFOA光催化降解逐级生成短链全氟羧酸(PFCAs).     

活性炭性质对固定化生物活性炭净水效果的影响研究

对不同种类活性炭进行优势菌种人工固定化,通过相关性分析,研究了活性炭的性能指标对固定化生物活性炭(IBAC)净水效果的影响作用.结果表明:相关系数在0.7以上的活性炭性能指标为糖蜜值、摩擦系数、强度、单宁酸值、平均粒径、有效粒径、均匀系数,相关系数在0.5以上的活性炭性能指标为pH值、碘值、丁烷值、四氯化碳值.进一步的偏相关分析结果表明:对生物炭净水效果影响较大的性能指标为糖蜜值、强度、摩擦系数、均匀系数、平均粒径、有效粒径.产生这种影响的主要原因是以糖蜜值为代表的活性炭孔隙分布,为优势菌种提供栖息场所和调节食物供给;强度和摩擦系数代表了活性炭的耐破损能力,影响优势菌种生物膜的稳定性;活性炭的粒径大小和粒度分布均匀性,直接影响滤床水力剪切力,从而影响优势菌的固定稳定性.     

活性炭对非离子型表面活性剂中菲的吸附效能

为研究表面活性物质与疏水有机物的分离效能,以TX100(曲拉通100)为代表性的非离子型表面活性剂,以PHE(菲)为代表性的多环芳烃,使用活性炭对二者共存体系进行静态吸附和固定床吸附. 静态吸附结果表明,活性炭对TX100和PHE的吸附均满足Langmuir等温吸附模型和准二阶动力学模型,吸附量分别为437.31和58.86 mg/g. 固定床吸附时,对应于14.7 cm的活性炭柱高,PHE穿透10%和TX100穿透90%的时间分别是420和270 min,从BDST(bed depth service time)模型中可以得到TX100传质区长度小于PHE,这为二者分离提供了条件. 通过活性炭固定床吸附可以在回收90%TX100的同时去除90%PHE,说明吸附法是一种回收表面活性剂的有效方法. 利用微波法再生活性炭,可使购置活性炭的成本降低4/5,进一步提高了回收法的经济性和可行性. 研究表明,活性炭吸附是一种可用于土壤洗涤工艺中回收表面活性剂的有效方法.      

Reduced graphene oxide-nano zero value iron (rGO-nZVI) micro-electrolysis accelerating Cr(VI) removal in aquifer

Nanoscale zero-valent iron (nZVI) assembled on graphene oxide (GO) (rGO-nZVI) composites were synthesized by reduction of GO and ferrous ions with potassium borohydride, for use in Cr(VI) removal from aqueous solution. The results showed that the two-dimensional structure of GO could provide a skeleton support for Fe⁰, thus overcoming the bottleneck of aggregation for nZVI. Also, rGO-nZVI would form a ferric-carbon micro-electrolysis system in Cr(VI)-contaminated aquifers, enhancing and accelerating electron transfer, exhibiting high rate and capacity for Cr(VI) removal. The optimum dosage of the applied rGO-nZVI was linearly correlated with the initial Cr(VI) concentration. Characterization of rGO-nZVI before and after reaction with Cr(VI) revealed the process of Cr(VI) removal: rGO-nZVI firstly transferred electrons from Fe⁰ cores via their Fe(II)/Fe(III) shells to the GO sheet; there, negatively charged Cr(VI) received electrons and changed into positively charged Cr(III), which was adsorbed by the negatively charged GO sheet, avoiding the capping and passivating of nZVI. rGO-nZVI formed a good electrically conductive network, and thus had long-term electron releasing properties, which was important for groundwater remediation.     

CTAC改性活性炭去除水中砷(V)的柱实验吸附和再生研究

为了开发一种能有效去除水中砷的吸附材料, 研究了十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性活性炭后, 活性炭对水中五价砷As(V)的去除效果.研究中利用动态小柱实验(Rapid small-scale column test, RSSCT)探讨了CTAC改性后活性炭对砷的吸附能力、影响吸附能力的因素和活性炭再生方法.结果表明, CTAC改性能有效提高活性炭对As(V)的吸附.活性炭对As(V)的吸附受溶液pH、空床接触时间、进水中砷浓度及水中其他离子存在的影响.另外, 1 mol·L^-1的盐酸能有效对吸附穿透后的活性炭进行再生,再生后的活性炭可以重复使用.同时,柱实验中对出水CTAC的检测结果表明, CTAC和活性炭的结合非常稳定.     

城市污水地下回灌深度处理技术

以城市污水地下回灌为回用目的,研究了不同的污水深度处理工艺,并着重研究了去除二级生物处理出水中有机物的处理工艺.研究结果表明,采用臭氧氧化和粉末活性炭预处理后再经土壤渗滤回灌,可大大改善水质,水中溶解性有机碳浓度可降至3mg／L以下,通过静态吸附实验选出了适于处理二级出水的粒状活性炭,并运用ADSA软件对有机物在活性炭上的吸附行为进行分析.将活性炭的动态实验同混凝、过滤结合起来,研究不同组合工艺对有机物的去除效果,筛选出了适于城市污水处理厂二级出水地下回灌的预处理工艺,其出水溶解性有机碳浓度低达3～4．5mg／L以下.     

蜂窝状活性炭对VOCs的吸-脱附性能研究

蜂窝状活性炭适于处理大风量、低浓度有机废气,通过建立动态吸-脱附实验装置,系统研究了不同吸附质、入口甲苯浓度、空床气速、脱附温度等参数对其吸-脱附性能的影响.结果表明,在规定出口甲苯浓度时,降低入口甲苯浓度,蜂窝状活性炭可持续吸附时间增加,吸附效率提高;在工程应用吸附过程中,空床气速推荐取1.2～1.8 m·s-1.在脱附过程中,出口甲苯浓度均出现峰值,随着脱附温度升高,曲线波动越大,工程应用中推荐脱附温度90℃;脱附空床气速对出口甲苯浓度峰值有影响,推荐取0.2～0.4 m·s-1.     

固定床生物活性炭吸附天然有机物及其模型化研究

以日本长良川原水为研究对象,提高水处理出水水质为目标,研究了生物活性炭(BAC)小柱对原水中天然有机物(NOM)的去除效果。比较了不同NOM进水浓度时BAC小柱对其的去除率,研究了小柱层内及出水中NOM的相对分子量分布随着通水时间增加的变化情况,并利用结合了理想吸附溶液理论(IAST)的平推流表面扩散模型对出水中NOM的浓度进行模拟。结果表明,BAC小柱对不同浓度原水中NOM的去除率均高于相同试验条件下的粒状活性炭(GAC)小柱;BAC小柱对相对分子量分布为1000~5200g/mol内各分子量区间的有机物均可去除;平推流表面扩散模型对试验数据拟合结果较好。     

典型岩溶区水环境中全氟化合物分布特征及风险评价

为探究典型岩溶区PFASs（per-and polyfluoroalkyl substances,全氟化合物）分布特征及生态环境与健康风险,采用超高相液相色谱串联质谱对都安县地下水、地表水及污染源中PFASs进行分析测试.结果表明:①PFPeA（Perfluoropentanoic acid,全氟戊酸）是该地区检出率最高的PFASs污染物,检出率为100%,ρ（PFPeA）检出范围为0.067~1.021 ng/L.ρ（PFASs）平均检出情况满足污染源（2.592 ng/L）>地表水（0.737 ng/L）>地下水（0.340 ng/L）,污染物检出种类的平均值满足污染源（7.1个）>地表水（4.4个）>地下水（2.9个）.②研究区内仅有G2、S9、S13、P3采样点ρ（PFASs）可能受点源类污染源的影响较大,整个研究区PFASs分布特征及质量浓度受大气沉降影响较小.地表水及地下水ρ（PFASs）较高的采样点基本集中在人类活动聚集区;由于岩溶作用影响,东南部地下水中ρ（PFASs）相对较低.③地下水、地表水及污染源中PFASs的来源均可以分为两类,一类是以PFOS（perfluorooctane sulfonate,全氟辛烷磺酸）为主产物的五金电镀、消防、采矿、电子等行业,另一类可能主要与农业活动相关,来源于农用塑料品及其降解产物.④在利用当前已有参数进行评价时,都安县水环境中ρ（PFOA）（perfluorooctane acid,全氟辛酸）和ρ（PFOS）尚未达到对生态环境和人体健康具有风险的水平.研究显示,西南岩溶区水环境中ρ（PFOA）和ρ（PFOS）尚未达到对环境及人体健康具有风险的水平,但鉴于岩溶区特殊的水文地质条件,仍需加强产氟工矿企业的控制.      

地下水中放射性物质去除技术的应用

采用二氧化氯消毒、活性炭吸附,对某一饮用水水源水中放射性物质α和β去除的实际工程运行进行了讨论,为去除地下水中放射性物质提供了新方法。      

高效除磷渗滤床填料筛选及连续流动态运行特性

磷是造成水体富营养化的重要因素之一,深度去除污染水体中的磷,具有重要的环保意义.为此,本研究比较了多种填料包括海绵铁及其改性填料、钢渣、活性氧化铝、活性炭的吸附除磷特性及动力学,探究了除磷机理,构建了高效除磷渗滤床,考察了动态连续流运行条件下的除磷特性.结果表明酸改性海绵铁具有最高的饱和磷吸附容量,为19.45 mg·g^-1,碱改性海绵铁、活性氧化铝、钢渣、未改性海绵铁及活性炭的饱和磷吸附容量分别为10.91、8.70、7.73、3.39和1.34 mg·g^-1.在此基础上,利用高效除磷填料酸改性海绵铁和钢渣构建了除磷渗滤床,开展了连续240 d的连续流实验,在磷容积负荷为6 g·d^-1·m^-3条件下,渗滤床累积磷吸附量达到10215 mg,单位容积吸附量达到1.62 kg·m^-3.总之,利用酸改性海绵铁和钢渣构建的除磷渗滤床具有较高的除磷效率和性能,可以作为除磷单元与现有的水污染治理及净化工艺耦合,提高或拓展系统除磷功能.     

选择性吸附法处理含表面活性剂和多环芳烃的土壤淋洗液研究

比较研究了H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土等5种吸附剂对土壤淋洗液中TX-100与PAHs的吸附性能.批实验结果表明,H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土吸附后,淋洗液中T-PAHs及TX-100浓度分别为0.03和0 mg·L~(-1)、0.16和3623 mg·L~(-1)、15.21和6175 mg·L~(-1)、15.98和6555 mg·L~(-1)、9.49和4332 mg·L~(-1),选择性吸附系数排序依次为活性炭膨润土沸石硅藻土H103树脂.其中,活性炭能够去除淋洗液中99%的PAHs,同时保留51.33%的TX-100回收再利用,选择吸附系数达到109.5.活性炭固定床实验中,由淋洗液溶质的穿透曲线计算出物质的吸附容量.当空隙体积为2.5-7PV时,活性炭能够去除淋洗液中72%的PAHs,同时保留81%的TX-100,平均选择吸附系数为10.08.由此可见,活性炭固定床可有效处理含表面活性剂土壤淋洗液中的多环芳烃,同时实现表面活性剂的回收再利用.     

管道喷射活性炭脱除焚烧炉烟气中的多环芳烃

针对我国城市生活垃圾的特点,在一台小型流化床装置上进行了垃圾焚烧试验,研究了管道喷射活性炭对16种多环芳烃(PAHs)的脱除效果.结果表明,垃圾原料和炉渣中主要是4环和5环PAHs;飞灰中以3环、4环、5环PAHs占主导地位;烟气中3环和4环PAHs最多;随着活性炭投加量的增大,烟气中PAHs浓度降低,飞灰中PAHs含量和PAHs总去除率增加;在试验范围内,PAHs脱除率为76%～91%.