一部小说,胶体的活性炭演示有效形式,就地免职pfa的地下水
pfa地下水——严峻的环境挑战
每-和氟烷基物质(pfa)估计污染超过2亿美国人的饮用水1。经过几十年的制造和释放到环境中,pfa的潜在的人类流行病学人数现在才刚刚开始被抓住。pfa与广泛的有关健康的影响从癌症到生理发展问题和免疫系统缺陷2,3,这些只是其中一部分。
大约40%的我们的饮用水是来自地下水和这种宝贵资源的数量不断增加被发现含有pfa4,5。一个邪恶三位一体的因素造成:
1。无与伦比的化学持久性6
2。远程流动的地下水7
3所示。无线使用的消费品,从服装、炊具、造纸和涂料8
水成膜泡沫仍被用于全球航空设施的灭火,是特定的pfa热点。因此,pfa已经发现即使在偏远的地方,包括北极熊在北极的脑组织9。
pfa浓度地下水中发现通常很低,在毫微克每升或部分每兆(ppt)范围内。然而,即使在这些低水平,可能有不可接受的健康风险由长期接触引起的。2021年2月22日,美国环境保护署(EPA)做出了最后的决心并调节酸(PFOA)和perfluorooctanesulfonic酸(卵圆孔未闭)在《安全饮用水法》,为他们铺平了道路名称的有害物质和测定最大污染物水平(制程)10。目前,美国环保署一生健康咨询限制PFOA和卵圆孔未闭70 ppt。
EPA之前,许多州已经确定PFOA和卵圆孔未闭浓度地下水上面补救或其他纠正措施(例如,风险评估)是必需的。几个国家的“行动水平”的方法十ppt,浓度下降,相当于一个均匀分散在两个奥林匹克游泳池。有效地解决混杂的体积影响地下水构成了风险和减少pfa ppt-level浓度被认为是可以接受的,以下是今天地下水修复专业人士面临的最重大挑战。
从地下水当前pfa的方法去除
活性炭已经广泛用于几十年在世界各地去除有机污染物,主要是通过机械地下水提取和过滤与吸附的媒体,如颗粒状活性炭(GAC)。这个泵和治疗(、)方法使用潜水泵放入筛选提取井水力梯度。快速提取压低了水位和地下水形成一个捕获区,拦截影响地下水和泵通过地上广汽血管吸收污染物的水。干净的水通常是当地公共处理厂排放。随着时间的推移,海关总署将变得饱和,或“花”,要求交换了广汽新的或再生广汽的床上。
从历史上看,、是一个有效的和可靠的非原位方法使用的地下水修复行业和工程师来防止污染物迁移超出正常的抽油井。有缺点,然而,为消除pfa使用、方法。
机械的使用、系统需要不断的维护,以确保运营效率和生成一个污染废物流,必须成功。、系统也能源密集型和遵守国家污染物排放消除系统(npd)允许、采样和报告要求,确保处理过的水清洗到允许的水平。
在悬而未决的问题是发展中“有害物质”花了广汽的称号。这个名称会导致了碳必须作为危险废物管理与进一步的报告、运输、储存和处置规定。此外,由于安全热焚烧方法尚未建立,回收和处置废弃活性炭选择可能是有限的。
小说pfa地下水处理技术——胶体活性炭被动的壁垒
在过去的十年中,科学家们从事PFAS-in-groundwater困境研究,经过实验室和现场应用改性活性炭材料,以便有效原位(即。,in place) removal of PFAS from groundwater.
补救方法是基于简单的概念把蓄水层材料改造成地下水净化过滤器。这种转变发生通过注射一种改性的活性炭在含水层的垂直面携带污染物。这个过程形成一个地下水渗透反应屏障(复审委员会),被动地对待自然穿过屏障。地下水迁移跨越审查委员,pfa这些纤维,导致清洁水出院downgradient隔墙的脸。
图1: 图描绘了一个原位CAC复审委员会预防pfa迁移到敏感的受体。信贷:图片由再生。
虽然简单的概念,具体技术障碍需要清除的方法是切实可行的。第一和最简单的障碍问题的大小限制蓄水层材料。典型砂含水层材料开口,称为孔隙的喉咙,在10微米的范围。相比之下,常见的广汽通常是300微米或更大的范围。材料科学家首先必须降低活性炭的粒度,磨他们红细胞的大小(1到2微米),允许他们通过孔隙的喉咙。
缩小他们的颗粒大小不足以允许碳容易通过土壤孔隙的喉咙,然而。这是由于粒子之间的静电吸引和粒子之间的蓄水层材料和自己。清除静电吸引的障碍需要微米尺寸的碳被修改成胶态悬浮体,成为可能使用专有,无毒,稳定粒子和聚合物和分子添加剂治疗可以防止它们凝结成块。因此,一个新的胶体活性炭(CAC)材料诞生了。
CAC穿过土壤孔隙无阻力随着注入悬挂传播从交货地点(例如,注入井或井眼)。随着CAC穿过含水层材料,它还与薄外套他们碳颜料封装单个土壤颗粒和留下一个巨大的表面积为化学吸附。single-micron CAC粒子大小也导致快速pfa吸附动力学,基本上从地下水接触后立即删除它们11。当pfa从地下水原位饮用水摄入暴露途径是消除,所以风险。
图2: 扫描电子显微镜图像的沙粒在CAC治疗。信贷:图片由再生。
图3: 扫描电子显微镜图像的沙粒CAC治疗后。信贷:图片由再生。
紧急的原位pfa去除方法使用CAC技术领域已经证明成功接近五年装备。根据独立研究人员证实,典型的CAC复审委员会应用程序被设计成几十年来都是有效的12。然而,如果pfa超过了吸附能力随着时间的推移和突破,第二次复审委员会可以安装下游第一除继续pfa的蓄水层。
没有已知的实际,pfa的化学破坏的安全方法。因此,全面治疗PFAS-impacted液体或固体目前限于封存技术,删除或绑定pfa但不要摧毁他们13。然而,有活跃的pfa的破坏研究评价方法,包括一个新的启动由比尔•盖茨和其他投资者。随着这些治疗方法的发展,原位CAC治疗可能提高它们的有效性通过集中到一个更小体积的含水层污染物,使pfa更容易目标和治疗。CAC通常用于这种sorption-enhanced破坏的方法治疗其他有机污染物如氯化溶剂和石油碳氢化合物。
对待这个问题使用这本小说原位方法避免长期过度的、系统的维护成本。它还避免了一代很快被视为危险废物流,使之成为一个更环保、更可持续的方式。
现在有超过100个pfa移除项目在不同的规划和实施阶段随着CAC技术的采用增加。
引用
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