研究寻求废物中PFAS化学品的解决方案

德克萨斯农工大学农业生命研究中心的科学家们正在寻找一种更好的方法，在废物中去除或降解顽固污染物(也称为永久化学品)，以免影响人类和动物健康。

EunsungKan博士是德克萨斯A&M生物与农业工程系的副教授兼AgriLifeResearch生物工程师，发表了一项研究，重点关注对含有全氟烷基物质和多氟烷基物质(PFAS)的废物进行生物处理的基本认识，其中很难通过生物手段降解。

PFAS存在于各种行业中使用的各种合成化学品中，这些行业生产无数的产品，包括电器、泡沫、纺织品和食品包装。

“我们相信这项研究有助于解决有关难以去除或降解的污染物的基本问题，”坎说。“PFAS带来的挑战可能会影响长期可持续性和健康。这使得此类研究极其重要且具有影响力。”

处理棘手的PFAS

Kan的研究“全氟辛酸和全氟辛烷磺酸对厌氧消化过程中微生物群落结构的影响”发表在《生物资源技术》上。主要实验是由Kan的博士后研究员GyucheolChoi博士在Kan的实验室进行的。

Kan就职于位于斯蒂芬维尔的德克萨斯A&M农业生活中心。他的研究重点是将农业废物(包括奶牛粪便和农作物残留物)转化为生物燃料、生物产品和生物炭，以实现农业、环境和能源的可持续发展。

由于PFAS难以降解，人们非常担心有毒PFAS化合物的积累可能会影响土壤和水质，进而影响人类、植物和动物的健康。目前用于处理废水和固体废物中的PFAS的物理和化学技术需要大量的能源和化学品。这些处理方法成本高昂且不能完全降解PFAS。

Kan表示，PFAS降解不足对于现有系统来说是一个严重问题，现有系统会产生含有PFAS化合物的污泥。然后污泥被运往垃圾填埋场，但人们担心这些污染物可能会因径流降雨而进入周围环境或流域。

大多数固体废物和废水污泥都是通过称为厌氧消化(AD)的生物方法进行处理的。AD系统中复杂的微生物群落分解固体废物并将其转化为沼气，而未消化的污泥则被处置或施用于土地。

该研究展示了AD系统如何降解两种常见且难以降解的PFAS化合物——全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)。研究人员还试图了解这些化学物质对微生物群落的影响。

Kan认为，这项研究将有助于指导AD系统的设计，该系统使用各种技术来全面应对顽固的PFAS。

“使用不同的方法(包括高温、高压和高剂量的化学品)降解PFAS并不实际，”他说。“我们的动机是找到一种经济有效的方法来降解这些‘永久化学物质’，以防止它们在土壤和水中积聚。根据研究结果，我们创建一个更完整的处理系统非常重要。”

研究重点是两种常见、困难的PFAS化学品

Choi的实验发现，PFOA的存在极大地抑制了厌氧消化，并且微生物群落受到负面影响，尤其是当PFOA浓度增加时。

虽然所有PFAS化合物都难以降解，但这项研究的结果凸显了各个化学品之间不同程度的难度和毒性。与PFOA相比，PFOS对AD效率和微生物群落的影响非常小，高浓度时最多仅降低7%。AD过程能够将PFOS降解30%–80%，具体取决于污染物浓度，但PFOA没有降解。

研究期间收集的这些数据是科学家可以在其他研究中利用的基础信息，并为废物、废水和水处理技术的设计提供信息，以在PFAS进入环境之前将其完全降解。

“这项研究表明，我们需要重新思考如何处理这些特定的PFAS化合物，”Kan说。“例如，可能会结合其他技术——热、阳光、化学品——来帮助这些AD系统以更有效的方式降解污染物，并减少它们进入环境的可能性。”

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