水務熱點 | 綜述：全氟化合物在污水處理中的賦存特征及去除技術研究進展

導語

【 目的 】全氟化合物(perfluorinated compounds, PFCs)因其化學穩定性及疏油疏水特性，在自然水體和污水處理廠各個環節中均被檢測出。PFCs具有生物毒性，即使低濃度下也會對環境和生物體造成潛在危害。研究旨在探討PFCs的污染現狀及其賦存特征，系統評估其在污水處理廠不同處理單元及典型PFCs去除技術的處理效果，為PFCs的污染控制提供科學依據?！痉椒ā客ㄟ^系統分析現有文獻，評估PFCs在污水處理廠各處理單元中的去除效率，并結合吸附法、膜濾法、濕地植物修復法及高級氧化法等典型去除技術的應用案例，比較其對短鏈與長鏈PFCs的去除效果與限制條件?！窘Y果】污水處理廠進水中PFCs以短鏈為主；一級處理工藝對PFCs去除率較低，消毒工藝甚至可能使PFCs濃度增加；二級處理工藝通過污泥吸附去除部分PFCs，短鏈PFCs在生物處理單元中不易被污泥吸附及富集，且部分長鏈PFCs在處理中轉化為短鏈PFCs，進一步降低短鏈PFCs的去除效率。相比之下，典型處理技術對PFCs的去除效果顯著優于常規處理工藝，但對短鏈PFCs的去除效率仍低于長鏈PFCs?！窘Y論】總體而言，常規污水處理工藝對PFCs的去除受限，且長鏈PFCs的轉化則進一步增加了短鏈PFCs的環境暴露風險。典型PFCs去除技術具有顯著優勢，但其實際應用受制于經濟成本和技術成熟度。因此，未來應注重開發針對短鏈PFCs的高效去除技術，并探索多種方法的耦合聯用，同時加強對PFCs遷移與降解機制的研究，實現全生命周期的污染控制。

【引文格式】

張立, 孫旭超, 李朝宇, 等.全氟化合物在污水處理中的賦存特征及去除技術研究進展[J].凈水技術, 2025, 44(8): 9-20.

ZHANG L, SUN X C, LI C Y, et al. Research progress of occurrence characteristics and removal technology of perfluorinated compounds in wastewater treatment[J]. Water Purification Technology, 2025, 44(8): 9-20.

全氟化合物(perfluorinated compounds, PFCs)是一類疏油疏水的有機化合物，具有高表面活性、高化學穩定性的特點。PFCs已被廣泛應用于生產和生活中，如作為洗滌劑、洗發香波、泡沫滅火劑和農藥等產品的組成成分。PFCs對人類和野生動物的生殖、發育和內分泌系統均構成潛在威脅，且在動物體內的肌肉組織、肝臟中富集。隨著PFCs的大規模應用，其生物累積性與生物毒性的特點被探明，該類污染物逐漸受到國內外的廣泛關注。2009年及2019年，全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate, PFOS)及全氟辛酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)分別作為“ 限制或禁止持久性有機污染物 ”被列入《斯德哥爾摩公約》。我國在2023年3月1日起實施的《重點管控新污染物清單》將PFOS類、PFOA類和全氟己基磺酸類PFCs列入重點管控類型。鑒于PFCs的生物毒性以及當前全球政策，有必要監測和評估其在環境中的賦存情況，并采取有效措施限制和減少PFCs的使用。

2022年5月，國務院辦公廳印發了《新污染物治理行動方案》，提出了深化新污染物末端治理的指導意見。城市污水處理廠作為PFCs等新污染物的末端處理環節，目前的工藝設計主要針對COD、氮、磷、懸浮固體等常規污染物的去除。另外，污泥可吸附包括PFCs在內的多種污染物，發生復雜的生化反應并作為剩余污泥再利用，因此，同樣是PFCs富集的載體。本綜述根據目前研究進展，總結了PFCs在污水和污泥中的分布特點，分析了污水處理廠現有工藝對PFCs的去除情況?；诖?，系統總結了針對PFCs的污水廠處理工藝，探討了其原理和去除效果，進一步對比了長鏈及短鏈PFCs的去除差異，以期為PFCs在環境中減量和污水處理針對PFCs去除提供借鑒。

1 PFCs 性質及其在環境中的分布現狀

1.1

PFCs 化學性質

PFCs是一類由碳氫化合物碳鏈上氫原子被氟原子、羧酸鹽或磺酸鹽官能團所取代后形成的化合物。PFCs內部結構中的C—F鍵具有極高的鍵能，從而導致PFCs具有極強的化學穩定性和熱穩定性(例如，C2F5—F中C—F共價鍵鍵能為127 kcal/mol，而C—C共價鍵鍵能僅為99 kcal/mol)(1 kcal/mol=4.184 kJ/mol)。此外，PFCs同時含有親水基團和疏水基團。親水基團促進了PFCs與水分子之間較強的相互作用，而疏水基團則與非極性物質相互作用有關。這種雙重性質促使PFCs在液體表面形成一層分子薄膜，降低液體的表面張力，因此，PFCs可在界面上形成較小的接觸角，從而具有良好的潤濕性和抗污染性能。

PFCs的前體物質種類繁多，其中一些已經得到確認，例如：6∶2氟調聚物磺酸為全氟羧酸的前體物質之一；8∶2氟調聚物磺酸鹽為PFOA的前體物質；N-乙基-N-(2-羥乙基)-全氟辛烷磺酰胺和全氟辛烷磺酰胺(PFOSA)是PFOS的前體物質。然而，目前仍有多種PFCs前體物質尚未確定，前體物質的復雜性和多樣性導致其在環境中轉化和降解過程仍需進一步探索。

1.2

PFCs 在環境中的時空分布特征

PFCs在水環境中易流動、極難降解且具有生物累積性，因此，廣泛分布于水環境的多種介質中，包括水相、沉積物相和生物相。在水相中，短鏈PFCs因較高的水溶性，主要存在于地表水和地下水中，而長鏈PFCs則更傾向富集于沉積物和生物體內。PFCs可通過地表徑流、地下滲透及大氣沉降在環境中遷移。另外，其前體物(如氟調聚物磺酸鹽)可通過水解、脫氟或生物降解等轉化途徑生成短鏈PFCs，從而增加短鏈PFCs的濃度。PFCs性質穩定，不易被生物降解或通過傳統處理技術去除，在去除PFCs方面給污水處理廠帶來了巨大挑戰。常規污水處理工藝對短鏈PFCs的去除效率有限，且污水處理過程中可能因前體物降解進一步釋放PFCs，導致出水中PFCs濃度增加。因此，明確PFCs在水環境中的賦存狀態和遷移轉化機制，有助于控制PFCs的污染。我國主要河流水系水體中PFOS和PFOA的平均濃度如表1所示。

表1 我國主要河流水系水體中PFOS 和PFOA 的平均濃度

PFCs在自然環境中可長時間積累。一項研究分析了1958年—2017年PFCs在南極積雪層中沉積通量的變化；盡管長鏈PFCs的使用大幅減少，期間積雪層中每年PFOA沉積通量仍從2.0 ng/m 2 上升至約為12 ng/m 2 ，隨后穩定在8.0 ng/m 2 。另有研究證實，在1981年—2013年，歐洲亞熱帶地區生物體內大多數長鏈PFCs以3.9%～7.3%的速率逐年增加。PFCs通過大氣、水體等環境介質在植物、動物和人體內累積，后通過食物鏈傳遞，導致PFCs在生態系統及生物體中的濃度呈增加趨勢。

PFCs可發生大范圍空間遷移。例如，PFCs通過地表與地下徑流移動，此過程更傾向于表面土層與底部土層之間的縱向遷移。研究表明，受PFCs污染的區域土壤PFCs濃度通常比地下水中濃度高幾個數量級，并且土壤中PFCs的賦存會持續對地下水環境產生影響。土壤PFCs污染程度比水體更為嚴重，這可能是由于PFCs更容易在土壤中吸附和滯留。PFCs亦通過大氣介質遷移，其中具有可揮發性的前體物質并可通過與灰塵顆粒相附進入大氣層在全球范圍內傳遞，通過降雨或降雪沉積至地表。前體物質通過一系列化學反應生成PFCs，從而持續對生態環境構成威脅。

綜上所述，PFCs在環境中難以被降解，且污染時間、空間跨度較大，因此，對污水處理系統處理PFCs提出了更高的要求。

2 PFCs 在污水處理系統中的賦存

PFCs前體物質(如氟調聚物磺酸鹽、氟表面活性劑等)作為PFCs的重要來源，廣泛存在于工業廢水和生活污水中。研究表明，PFCs前體物質在污水處理過程中，通過微生物代謝及化學降解等方式可轉化為持久性PFCs，其中短鏈PFCs的生成尤為顯著。例如，PFOSA可在好氧條件下通過脫氨基反應生成PFOS；N-乙基-N-(2-羥乙基)-全氟辛烷磺酰胺通過2種途徑轉化為PFOS，脫乙基生成PFOSA后再脫氨基，或氧化生成全氟辛基磺酰胺乙酸(FOSAA)后轉化為PFOSA并脫氨基。這一轉化機制顯著影響PFCs在污水處理系統中的賦存狀態及去除效果。前體物質在常規處理工藝中的降解可能導致出水中PFCs，尤其是短鏈PFCs濃度升高，而短鏈PFCs難以通過污水處理廠常規處理工藝去除。因此，應充分考慮前體物質的影響，以全面評估污水處理廠常規處理工藝對PFCs的去除效果。

2.1

污水廠進水中的PFCs

污水處理廠進水中的PFCs主要來源于工業廢水和城市生活污水。其中，長鏈PFCs(如PFOA和PFOS)主要來源于電子產品、金屬電鍍和防水涂層等行業的工業排放；短鏈PFCs[如全氟丁酸(PFBA)和全氟丁磺酸(PFBS)]的主要來源則與城市生活污水中大量使用的消費品(如個人護理用品、清潔劑及食品包裝)有關。此外，短鏈PFCs因高水溶性，更易通過生活污水系統進入污水處理廠。

在污水中，PFCs主要以溶解相和顆粒相形式存在，其賦存狀態受到分子鏈長的影響。短鏈PFCs主要分布于溶解相中，而長鏈PFCs則傾向于吸附在顆粒物表面或污泥中。例如，研究發現，表層水中超過99%的PFCs分布在溶解相中，44.2%的長鏈PFCs(C10～C12)結合在懸浮顆粒上。污水中長短鏈PFCs的含量變化表現出顯著的差異和季節性波動。污水處理廠進水中PFCs的濃度通常與工業分布和消費習慣密切相關，其質量濃度通常在5.5～437.4 ng/L(圖1)。在夏季，因清潔劑和個人護理用品使用量增加，短鏈PFCs濃度較高；而在冬季，由于工業排放加劇，長鏈PFCs濃度較高。

圖1 污水處理廠不同工藝單元對PFCs的去除

自2000年，世界各國已采取各種法規和措施限制PFCs的生產和使用，尤其是危害較大的長鏈PFCs。生態環境中長鏈PFCs含量雖未大量減少，但由于污水處理廠的進水來源于生活污水和工業廢水，PFCs種類和濃度已發生變化，例如從全氟磺酸和長鏈全氟羧酸逐漸向PFOS替代降解產物和短鏈全氟羥酸轉變。據報道，污水廠進水PFCs多為短鏈。研究對武漢地區污水PFCs含量分析發現，短鏈PFCs以PFBA和全氟丁基磺酸含量最多，并出現了短鏈替代的現象。根據現有研究，短鏈PFCs同樣表現出生物毒性，且相較于長鏈PFCs，其在環境中的流動性更強。

短鏈PFCs的替代現象對污水處理技術提出了新的挑戰。從化學性質上看，由于短鏈PFCs具有低吸附性和高水溶性，在環境中更易遷移和擴散，從而在污水廠進水中具有較高的濃度。這種短鏈替代現象給污水處理技術帶來了新的難題。在污水處理過程中，短鏈PFCs吸附效率低、氧化降解困難，導致處理過程中能耗增加以及污染擴散風險的加劇。因此，短鏈PFCs在出水中其濃度高于長鏈PFCs，并且易隨出水進入自然水體，進而在地下水和地表水中表現出較高的賦存，增加了生態風險。

2.2

活性污泥中的PFCs

污水中的PFCs能夠被活性污泥吸附，從而導致其在活性污泥中富集?；钚晕勰喾ㄌ幚硖兼滈L為C2～C15的PFCs時，降低反應體系的pH或增加鈣離子濃度均促進了污泥對PFCs的吸附。此外，不同碳鏈長度的PFCs可能與活性污泥結合效率不同。對于碳鏈長度在C2～C5的短鏈PFCs，其與污泥的結合能力和碳鏈長度呈反比；而對于碳鏈長度在C6～C15的長鏈PFCs，延伸碳鏈長度可提高PFCs在污泥相的含量。另外，短鏈PFCs由于其流動性增強，更傾向保留在水相中，而長鏈PFCs則與之相反。值得注意的是，由于官能團的差異，活性污泥對不同類型PFCs具有不同吸附效果。如PFOS相較于PFOA更容易被污泥吸附，這可能是由于磺酸基團更傾向于與污泥結合。因此，相較而言，PFOA在水相中的濃度更高。在生物處理單元內選擇PFOS和PFOA作為代表性PFCs，發現系統中99%的PFOA保留在污水相中，而89.6%的PFOS保留在污泥相中。

PFCs的吸附亦可改變污泥的理化性質和微生物活性。一項研究將PFOS以10 μg/L的質量濃度加入活性污泥反應器后，反應器對總氮的去除率降低22.48%，且PFOS的加入降低了活性污泥的沉降速率。另有研究證實，PFOS導致活性污泥的污泥容積指數增加。好氧顆粒污泥雖然具有較好的沉降性能、致密的微生物結構，但實驗室條件下當PFOA質量濃度在0.1～1.0 mg/L時，污泥吸附的PFOA導致好氧顆粒污泥沉降性能顯著惡化，并影響微生物對磷的吸收/釋放和氮的還原進程。綜上，吸附至活性污泥上的PFCs會對活性污泥的理化性質造成負面影響，甚至抑制活性污泥內微生物活性，進而影響污水處理效果。

3 PFASs在污水處理單元中的去除特征

不同性質的PFCs在污水處理工藝中的去除效果存在顯著差異。長鏈PFCs因強疏水性和高吸附性，易與活性炭、污泥等吸附介質結合。短鏈PFCs因較低的疏水性，難以與傳統吸附材料充分結合；此外，較高的水溶性使其更傾向于停留在水相中。因此，常規處理工藝對長鏈PFCs的去除率通常高于短鏈PFCs。如活性污泥法對長鏈PFCs的去除效率通常在50%以上，而對短鏈PFCs的去除率不足20%。在膜分離工藝中，納濾和反滲透對長鏈PFCs的截留效果明顯優于短鏈PFCs。高級氧化工藝(如臭氧氧化和Fenton氧化)對不同PFCs的反應速率差異較大，短鏈PFCs因分子結構穩定性較高，通常需要更高的氧化劑劑量和更長的反應時間才能達到明顯的去除效果。因此，碳鏈長短不同導致的分子大小、水溶性及疏水性等性質顯著差別會影響污泥吸附、膜分離和高級氧化工藝對PFCs的去除效果。

污水中PFCs經過生物處理時，污泥對PFCs的吸附作用和相應的生化反應對PFCs前體物質有一定降解作用，因此，部分PFCs可被去除。然而，微生物的生化反應是污水處理廠二級處理中PFCs前體轉化為PFCs的可能原因之一。因此，PFCs的含量可能會因部分PFCs前體轉化為新的PFCs而上升。將河流水體和污水處理廠出水同時通過·OH氧化法處理后，發現污水廠出水全氟羧酸類化合物增加量更高，但全氟羧酸類化合物增加量：全氟羧酸類化合物氧化前值卻明顯低于河流水樣的值，這可能是由于污水處理過程中前體物被降解。Li等針對全氟烷基酸設計了一套模擬實際污水處理的反應器，出水中全氟烷基酸的總質量相比進水增加112%±14%，且PFOA、全氟庚酸和PFOS分別增加79%±24%、109%±31%和57%±17%，推測它們是由污水處理過程中的潛在前體形成的。

不同二級處理工藝對PFCs的去除效果存在差異。傳統一級處理技術對PFCs幾乎無去除效果，二級生物處理工藝通過污泥的吸附作用和部分前體物的轉化，減少了部分PFCs在水相中的濃度。然而，由于其高穩定性和生物難降解性，其可能在污泥中積累。活性污泥法是應用最廣泛的二級處理工藝，其去除效果因設計參數和運行條件而異。研究表明，循環活性污泥系統(CASS)對PFCs的去除率可達到32.2%，高于傳統氧化溝和厭氧-缺氧-好氧(AAO)工藝。然而，在實際運行中，水力停留時間通常遠低于PFCs的生物降解所需時間，因此生物降解對PFCs去除的貢獻有限，吸附作用仍然是主要機制。研究表明，AAO工藝結合膜生物反應器后，PFCs的去除率分別提高至60.65%，進一步證明了膜生物反應器技術在處理PFCs方面的優勢。在生物處理工藝中，水質條件對PFCs去除效果的影響不容忽視。例如，COD和氨氮的存在均會影響PFCs的去除效果。COD會競爭吸附位點，降低PFCs的去除效率，氨氮在高濃度條件下可能加劇這一競爭效應。因此，根據水質特征和處理需求，合理選擇與優化二級處理工藝是提升PFCs去除率的關鍵。

另外，污水廠不同消毒工藝對PFCs的去除效果存在差異。紫外(UV)消毒導致PFOA質量濃度從0.7 ng/L上升至0.87 ng/L，PFOS質量濃度從檢出限以下上升至0.18 ng/L。采用液氯消毒時PFCs濃度同樣有所上升，液氯投加量為5 mg/L、接觸時間為30 min時，出水中PFOA的濃度升高35.28%～45.48%。另有研究發現，經15 mg/L臭氧處理后，PFOA前體物8∶2氟調聚物磺酸鹽的降解率可達16.0%，PFOA生成率為13.4%。綜上，UV、氯及臭氧消毒工藝會氧化PFCs前體物質，導致其出水濃度上升。然而，在高劑量臭氧的堿性條件下(8.7g O 3 /L、pH值=11)，水體中產生大量·OH，進一步促進自由基鏈式反應，促使PFOA中C—F鍵斷裂，可去除99%的PFOA。此外，臭氧耦合超聲工藝可通過脫磺、脫羧、醇化一系列反應高效降解PFOS，去除率可達98.26%，將PFOS轉化為短鏈的全氟磺酸與全氟羧酸。因此，低劑量參數下的常規消毒工藝難以去除PFCs，需要不斷調整工藝參數或聯合多種消毒工藝以提高PFCs去除率。

污水處理廠的深度處理工藝，如混凝、沉淀和高級氧化，在PFCs的去除中起著重要作用。例如，混凝與沉淀工藝主要通過吸附和顆粒結合去除長鏈PFCs，其去除率可達50%以上，但對短鏈PFCs的去除效果有限；高級氧化工藝[如UV/H 2 O 2 /顆粒活性炭(GAC)]能降解部分長鏈PFCs(PFOA與PFOS的去除率約為59%)，但對短鏈PFCs的去除率僅為12.9%。

4 典型PFCs 去除技術

4.1

吸附法

吸附法通過吸附劑表面對PFCs分子的物理化學吸附作用，從水相中去除PFCs。物理吸附主要依賴于吸附劑的比表面積和孔隙結構，而化學吸附則通過靜電作用、疏水相互作用和氫鍵作用實現與PFCs分子的結合。

近年來，吸附技術得到廣泛研究，吸附材料從傳統的活性炭發展到多種新型材料。例如，活性炭(如椰殼活性炭)被廣泛用于PFCs去除，其中對全氟烷基醚磺酸鹽、全氟壬烯氧基苯磺酸鈉和PFOS的去除率分別達到99.3%、99.3%和99.9%。新型吸附劑如聚酯纖維在結合聚電解質涂層后，能在中試規模下去除95%的長鏈和85%的短鏈PFCs。此外，膠體活性炭對PFCs污染土壤和水體的整體去除率可達54%，其中PFOA和PFOS的去除率分別為69%和58%。為了進一步提升吸附效率，吸附技術正逐漸與其他工藝聯用。例如，臭氧預處理結合GAC技術可使PFCs的去除率提高約70%。此外，吸附劑再生技術的發展也逐漸受到關注，包括熱再生法、微波輻射再生法和堿熱再生法等。例如，使用熱再生法處理活性炭中的PFOS，在水溫為92℃、固液比為0.5的條件下，經過6次循環可成功解吸分離90%以上的PFOS。微波輻射和堿熱再生法作為熱再生技術的改良，顯示出良好的發展潛力。

吸附法因其成本低、操作簡便、適用性強而成為研究熱點。其對低濃度PFCs污染具有顯著的去除效果，尤其對長鏈PFCs(如PFOS、PFOA)的吸附能力較強。新型吸附材料的研發(如石墨烯、聚酯纖維等)顯著提升了吸附性能，同時吸附法可以與其他處理技術結合，進一步提高對短鏈PFCs的去除效率。盡管吸附法對PFCs去除表現出顯著優勢，但仍存在一些局限性。吸附法對短鏈PFCs去除效果相對有限；另一方面，吸附劑的使用壽命有限，吸附飽和后需進行再生或更換，而吸附劑再生技術目前仍面臨能耗高、操作條件復雜的問題。

4.2

膜濾法

膜濾法是在壓力驅動下通過濾膜孔隙大小可以選擇性透過一些物質，其中納濾膜和反滲透膜可有效去除廢水中的PFCs。其主要作用機制包括靜電排斥、分子篩分和吸附作用。PFCs分子的截留效果與其分子大小、鏈長以及膜表面的親疏水性密切相關。一般來說，長鏈PFCs因分子空間結構更大、疏水性更強導致其易被截留,短鏈PFCs分子小、疏水性弱，在穿過膜孔過程中難以被攔截，去除效率更低。

近年來，膜濾法在PFCs去除方面的研究主要集中于納濾膜和反滲透膜的優化與組合工藝開發。研究發現，不同類型的納濾膜(如NF270、NF90和ESNA1)對PFOS的去除率均超過92%。此外，反滲透膜在處理高濃度污染水體時表現出更高的效率，例如，在進料質量濃度≤1 500 mg/L時，反滲透膜對半導體廢水中PFOS的去除率超過99%。為了提升膜濾法的適用性和經濟性，研究者逐步開發膜濾與其他技術的耦合工藝。例如，納濾膜與電化學技術的結合不僅可將全氟己酸的去除率提高至99%，還能顯著降低能耗，相較于單一電解工藝節能59.2%。另一項研究采用多級納濾膜與電氧化技術結合，在濃縮和分解PFCs時，相比單一電氧化工藝，整體成本降低78.4%。此外，納濾膜與UV-亞硫酸鹽技術的結合也取得了良好的效果，納濾系統的截留率始終保持在95%以上，同時UV分解PFCs的效率超過90%。

膜濾技術成熟、能耗較低、安全性高，處理過程中不會引入外來物質，同時對PFCs保持較高去除率(90%以上)，并且受無機離子和共存有機物的影響較小，適合處理有機物和PFCs濃度較高的廢水廢液。盡管膜濾技術設備投資和運行成本較高，膜污染問題會增加清洗頻率并縮短使用壽命，但其高去除率和長期運行的經濟可行性，仍使其適用于高濃度PFCs廢水的處理應用。

4.3

濕地植物修復法

濕地植物修復法通過系統中的植物、微生物群落及沉積介質的綜合作用去除PFCs，其主要機制包括物理吸附、植物根系吸收與微生物生物轉化。濕地沉積物通過吸附和顆粒結合作用富集長鏈PFCs，而短鏈PFCs主要以溶解態存在于水相中，難以被濕地植物根系吸收或土壤微生物降解。植物(如蘆葦、香蒲)通過根系吸收和富集長鏈PFCs，同時為微生物提供穩定的生存環境。濕地微生物群落則通過降解PFCs前體物(如全氟磺酰胺)實現轉化，但由于PFCs分子中C—F鍵的高度穩定性，完全礦化降解難以實現。因此，濕地植物修復法在PFCs去除中以吸收和富集作用為主。

近年來，植物修復法得到了廣泛研究，并在中試規模和實際工程中逐步應用。一項中試研究發現，利用以蘆葦為主的人工濕地處理受PFCs污染的水體時，全氟烷基酸的去除率可達到50%。此外，在種植寬葉香蒲的垂直流濕地系統中，對PFCs前體物的去除率可達92%，但對PFCs的整體去除率較低，甚至部分短鏈PFCs濃度可能會因前體物降解而增加。濕地系統對PFCs去除的效率與污染物的碳鏈長度密切相關。研究表明，濕地對長鏈PFCs(如PFOA和PFOS)的去除效果較為顯著，其去除率分別為61.0%和83.7%。此外，天然濕地的水相中以短鏈和中鏈PFCs為主，而沉積物中則以長鏈PFCs為主，進一步表明濕地系統對長鏈PFCs的吸附和富集作用更為顯著。

濕地植物修復法是一種生態友好、低成本且可持續的污染治理技術，降低PFCs濃度的同時可改善周邊生態環境及生物多樣性。濕地系統無需額外添加化學藥劑，經濟成本相對較低，適用于大面積低濃度PFCs污染的處理。然而，該方法難以去除短鏈PFCs，且PFCs前體物降解可能導致短鏈PFCs濃度升高。盡管濕地系統初始建設成本較低，但長期維護費用(如植物更換和泥沙清理)需予以考慮。

4.4

高級氧化技術

高級氧化技術通過高活性氧化劑(如·OH、等)或陽極產生的氧化物質快速破壞有機污染物分子的化學鍵，實現降解和去除。在PFCs處理過程中，臭氧氧化、 UV/H 2 O 2 、Fenton反應、過硫酸鹽活化及電氧化均表現出顯著效果。

近年來，高級氧化技術的研究集中于不同氧化體系的優化與工程化應用。例如，臭氧耦合超聲( O 3 -US)體系在最佳條件(初始pH值= 10.0，載氣流量= 2 L/min，超聲強度= 630 W)下對PFOA、PFOS的去除率分別可達92.14%、98.26%；UV/H 2 O 2 處理后經GAC吸附可去除90%以上的PFOA和PFOS，短鏈PFCs的去除率亦可達到50%以上。在實際污水處理過程中具有一定的應用前景。基于過硫酸鹽的氧化技術可有效降解PFCs，其降解率在實驗室條件下高達90%。此外，電氧化技術因其陽極可控性和高效性，逐漸成為研究熱點，硼摻雜金剛石陽極對PFOA的去除率可達到98%，但目前更多是在實驗室規模下進行驗證，工程化應用仍需進一步研究。

高級氧化技術能直接破壞PFCs分子中化學穩定性極高的C—F鍵，適用于低濃度PFCs的處理。此外，高級氧化技術可通過與吸附、膜分離等技術聯用，進一步提升PFCs的去除率。然而，像臭氧、過硫酸鹽等氧化劑成本高，陽極材料易腐蝕，增加了高級氧化技術的處理成本。

5 總結與展望

PFCs在各種環境介質中難以被降解，且可通過土壤、水體和大氣進行遷移。污水處理廠作為PFCs處理的重要一環，其進水和污泥中均含有大量PFCs。一級處理對PFCs幾乎沒有去除效果。在二級處理中短鏈PFCs更傾向于存在于污水相，長鏈則反之。現階段的二級處理中CASS工藝對PFCs稍有去除效果，且長鏈PFCs相較于短鏈去除效率稍高。然而，經消毒工藝處理后，PFCs濃度反而可能升高。故而仍需對新型處理技術去除PFCs進行深入研究，以降低其對生態環境的威脅。

本綜述基于近年研究提出以下對于PFCs處理的展望。

(1)現階段研究多針對長鏈PFCs，但是由于各種法令法規的限制，長鏈PFCs多被短鏈PFCs所替代。故應加強對短鏈PFCs的研究，以適應PFCs在環境中賦存的新變化。

(2)在環境治理領域，通常采用多種技術耦合提高效率，降低成本。例如，在PFCs去除中,可以單獨應用化學氧化、吸附劑等技術，也可以將不同技術耦合，如臭氧預處理與吸附結合、膜處理與電氧化技術結合等。這些耦合技術的綜合應用有助于克服單一技術的局限性。但是，技術之間的協同作用以及使用的邊界條件仍需要進一步考慮，以實現最佳的處理效果。

(3)深度處理工藝中，長鏈PFCs的去除率相較于短鏈更高?；钚蕴课?、納濾及反滲透技術可有效去除水體中短碳鏈PFCs，因此，未來研究應進一步聚焦于考察以上工藝組合對短鏈PFCs的去除效果，以減少其在水體中的賦存。

通過先進的污水處理技術，PFCs的去除效率得到了顯著提高。然而，要實現長期、有效的污染控制，還需要從全生命周期的角度出發，綜合考慮源頭控制、過程優化以及廢棄物的安全處置。這種全面的污染控制策略將有助于減少PFCs的環境負擔，推動環境保護政策的制定和實施。

本文來源于《凈水技術》2025年第8期“凈水技術前沿與熱點綜述”，內容略有刪減，原標題為《全氟化合物在污水處理中的賦存特征及去除技術研究進展》，作者張 立1,孫旭超2,李朝宇3,王 思3,劉海燕1,李首道4,姜 宇3,*(1.中國市政工程中南設計研究總院有限公司,湖北武漢 430000;2.武漢理工大學資源與環境工程學院,湖北武漢 430070;3.武漢理工大學土木工程與建筑學院,湖北武漢 430070;4.島津企業管理 <中國> 有限公司武漢分公司,湖北武漢 430060)。

來源：本文源自《凈水技術》2025年第8期“凈水技術前沿與熱點綜述”

排版：范蕓

校對：李佳佳

審核：阮辰旼

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