水中含有PFAS。我们如何将其去除？| Discover Magazine

如果您在美国长大并饮用自来水，那么您一生中可能在某个时候摄入过一定量的全氟烷基物质和多氟代烷基物质。PFAS，有时被称为“永久性化学品”，是一类超过5000种化学品的总称，它们存在于各种工业和家用产品中，包括炊具上的不粘涂层、保鲜膜、像微波爆米花这样的食品，以及消防泡沫。当它们进入人体血液后，就无法排出。

受污染的饮用水现已成为全国性问题

PFAS最早于20世纪40年代开始在美国生产线上普及。到了20世纪50年代末至60年代初，开始出现关于PFAS可能对人体产生的负面健康影响的研究。美国疾病控制与预防中心在2021年的一项研究中发现，接触PFAS会导致一系列健康问题，包括肝脏和心脏疾病发病率增加、疫苗抗体反应减弱、癌症、婴儿出生体重低以及甲状腺问题。

虽然PFAS的暴露可能通过吸入或食用受污染的食物发生，但新的研究表明，饮用水是一个主要关注点。环境工作组（EWG）委托进行的2020年一项研究在数十个城市的饮用水中发现了PFAS，并得出结论认为，受污染自来水的暴露“比以前的研究大大低估了”。截至2021年1月，EWG估计全国人口的95%以上曾暴露于PFAS，而在49个州的2300多个地点都记录到一定程度的PFAS污染。

如何去除PFAS？

我们如何将“永久性化学品”从饮用水中去除？

对于居住在受影响地区的人们来说，好消息是现有的家用过滤技术——特别是颗粒活性炭和反渗透系统——能够过滤掉一部分PFAS化学品，但并非全部。杜克大学和北卡罗来纳州立大学研究人员在2020年的一项研究中发现，颗粒活性炭过滤器——通常安装在滤水壶或冰箱中的那种——在过滤PFAS方面的效果差异很大，而可安装的反渗透系统（通过专用膜将水压入）效果更好。

杜克大学教授、项目首席研究员Heather Stapleton表示：“我们看到了不同PFAS在活性炭中去除效果的明显趋势，而反渗透的效果非常好。因此，如果反渗透是一种可行的选择，我们通常会推荐它，因为我们认识到它价格昂贵。”

居民们常常难以知道他们的饮用水是否含有PFAS，除非出现直接的污染物来源——正如北卡罗来纳州发生的那样。而是否公布PFAS污染饮用水的信息则由各州自行决定。一些州，包括新罕布什尔州、俄亥俄州、密歇根州、北卡罗来纳州和加利福尼亚州，正在网上公布他们的PFAS水质检测结果。Stapleton表示，如果人们居住在不公布已知污染地点的州，或者他们使用私人井水，可以付费到私人实验室检测水质，或者联系当地自来水公司询问是否检测该化学品。对于那些无法负担私人实验室费用的，Stapleton补充说，定期使用并更换过滤器是任何家庭的简便首道防线。

Stapleton说：“我总是试图说的是，就用过滤器吧。因为任何过滤器都比没有过滤器好，即使它不是100%有效的。”

市政供水处理技术的开发

随着PFAS在公共饮用水源中的普及度不断提高，处理厂必须开始专门针对这类化学品进行过滤，以改善其污染物水平。

科罗拉多矿业学院（Colorado School of Mines）教授、研究新兴污染物输运和生物累积的Chris Higgins表示：“如果水处理系统不知道他们有PFAS问题，并且没有专门针对PFAS运行，那么它可能什么都没做。”

一些研究人员正在开发水处理厂可以在现有基础设施上添加的技术，以解决PFAS污染问题。在北卡罗来纳大学教堂山分校，有两位研究人员正在研究一种离子荧光凝胶树脂，该树脂专门设计用于吸引和捕获PFAS。他们2020年发表的初步研究结果显示，与颗粒活性炭或其他树脂相比，该树脂能更有效地过滤掉更多种类的化学品。

UNC助理教授、该研究的首席研究员之一Frank Leibfarth说：“我认为大多数大规模净化厂都转向了颗粒活性炭，因为在不完美的吸附技术中，它总体上是最便宜的。颗粒活性炭的挑战在于，因为它的作用谱很广，它会吸收大量的有机物。”

这种广谱吸收意味着PFAS一旦达到饱和，就会很快穿透碳过滤器。Leibfarth和他的团队开发的树脂吸收了21种不同PFAS的80%以上，对广为传播且已知有健康影响的PFAS化学品GenX的吸收率超过99%，而离子交换树脂和碳过滤器的GenX吸收率仅为20%-30%。现在，该团队正在改进树脂的设计和耐用性，以测试其在家用和水处理厂的可扩展性。Leibfarth说：“我们正越来越接近于真正开始针对这些具有转化价值的特性，这非常令人兴奋。”