市政用水

饮用水中PFAS(全氟烷基和多氟烷基化合物)介绍

什么是PFAS(全氟烷基和多氟烷基化合物)?

PFAS(全氟烷基和多氟烷基化合物)是20世纪40年代发明的人造化学品,用于制造含氟聚合物涂料和耐热、耐油、耐污渍、耐油脂和防水的产品。由于PFAS具有高度弹性的碳氟键,因此不会自然降解(所以其被称为“永久化学品”)。PFAS 分为“短链”PFAS 或“长链”PFAS,指的是每个分子中碳链的长度。

它们已被广泛应用于消防泡沫及数千种日常消费品中,涵盖了炊具、食品包装、防水服装乃至个人护理产品等多个领域。

随着各地法规的逐步强化,PFAS(全氟烷基和多氟烷基化合物)已被迅速认定为一种严重的公共卫生威胁。

针对PFAS的处理工作已演变成一项全民参与的事业,全球各地的市政水务部门及其工程师团队均致力于探寻高效且成本合理的解决方案,以攻克水中PFAS去除的难题。

饮用水中的PFAS对健康有什么危害?

由于PFAS的普遍应用及其在环境中的长期稳定性,致使全球范围内的人与动物的血液中都检测到了它的存在。这类化合物种类繁多,达数千种,其中不乏一些被广泛应用并深入研究的种类。

科学研究表明,接触一定水平的PFAS可能会导致:

  • 生育影响,如:生育能力下降或孕妇的高血压风险增加。
  • 儿童可能面临发育迟缓,这些影响表现为出生体重偏低、青春期提前、骨骼变异或行为异常。
  • 增加患癌风险,包括前列腺癌、肾癌和睾丸癌
  • 身体免疫系统的抗感染能力减弱,包括疫苗反应降低
  • 干扰身体的自然激素
  • 增加胆固醇水平和/或肥胖风险

饮用水中的PFAS是否受到监管?

饮用水中的PFAS是否受到监管?

全球政府对饮用水中的PFAS日益加强监管。2024年4月,美国环保署正式颁布了全新的国家初级饮用水法规(NPDWR),其中明确设定了六种PFAS的法定可执行标准,包括全氟辛烷磺酰基化合物(PFOA)、全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟十一烷磺酸钠(PFHxS)、全氟壬酸(PFNA)和六氟环氧丙烷二聚体(HFPO-DA)的法定最大污染物水平(MCLs)。对于含有至少两种或两种以上PFHxS、PFNA、HFPO-DA和PFBS的PFAS混合物,该法规使用最大污染物水平来规定饮用水中这些PFAS的组合和共存水平。此外,美国环境保护署还为这些PFAS确定了基于健康的、非强制性的最大污染物水平目标(MCLGs)。

受到监管的PFAS包括短链和长链两种类型。最终法规要求:

  • 公共供水系统需对这类PFAS进行监测,确保在2027年前完成初步检测,随后进行持续的合规性监测。自2027年起,供水系统还须向公众披露饮用水中这些PFAS的含量信息。
  • 如果监测显示饮用水中PFAS含量超过最大污染水平,那么公共供水系统必须在2029年之前实施减少PFAS的解决方案。
  • 自2029年起,若公共供水系统中的饮用水PFAS含量超过最大污染水平,该供水系统必须立即采取措施减少PFAS含量,并公开披露这一违规行为。

美国环境保护署依据《综合环境响应、赔偿和责任法案》,正式将两种PFAS的长链化合物,即全氟辛烷磺酰基化合物(PFOA)和全氟辛烷磺酸盐(PFOS)列为“有害物质”。美国环境保护署获得了调节废水中PFAS的授权。然而,该机构明确表示,对于不生产PFAS或未将其加入废水中的城市污水处理厂等“被动”设施,将免于追责。其监管重点将聚焦于对PFAS排放到环境中贡献显著的实体,特别是PFAS制造商和在其生产过程中使用PFAS的制造商。

几年前,全球多个国家、多个地区及监管机构已着手禁止PFAS的生产和使用。目前,部分禁令已正式实施,且预计至2030年前,更多禁令将陆续生效。

PFAS在饮用水中广泛存在吗?

确实,大量数据表明PFAS广泛存在于饮用水中,因此,迅速掌握有效处理水中PFAS的技术至关重要。

根据美国环境保护署的最新数据,至少有7000万美国人的饮用水系统中PFAS含量已超标,达到了必须向该机构报告的标准。此外,美国地质调查局的研究表明,美国至少45%的自来水样本中含有一种或多种PFAS。

根据《自然地球科学》发表的研究,全球31%的地下水样本和16%的地表水样本中含有PFAS。

如何去除饮用水中的PFAS

Ion exchange resin beads

目前去除饮用水中PFAS的主要解决方案是离子交换和颗粒活性炭。为了确定哪种方案在资本投入和/或运营成本上更为经济高效,我们需要一个详尽的水质概况分析。这包括了对水源的深入分析,明确污染物定位,评估现场已存在的其他水处理技术的适用性,考察空间布局和扩展能力,以及计算当前及未来需要处理的水量。

离子交换技术:凭借其专门设计的合成树脂滤料,能够高效去除PFAS。这种滤料通过正电荷的吸引力,对PFAS颗粒产生强大的捕获能力。与传统的颗粒活性炭相比,无论是针对短链还是长链PFAS,离子交换技术都展现出了卓越的去除性能。更值得一提的是,它能在极短的接触时间(仅2-3分钟)内,将PFAS浓度降低至几乎无法检测到的水平,实现高达99.99%的去除率。由于接触时间的大幅缩短,设备的安装尺寸得以减小,从而显著降低了资本支出。

这款一次性滤料在同类产品中拥有最长的使用寿命,当达到饱和状态后,可轻松取出并送往场外进行热销毁处理,这是目前针对PFAS处理最为普遍且有效的选择。

颗粒活性炭技术:这是一种经过长期验证的高效污染物去除技术,因其卓越的性能而广受市场欢迎,且运行成本相对较低。值得一提的是,颗粒活性炭在降低PFAS含量方面表现出色,对于长链PFAS的去除效果尤为显著。然而,与离子交换技术相比,它在处理短链PFAS时稍显逊色。尽管如此,颗粒活性炭的优势在于其能够同时去除其他污染物和消毒副产物,这在离子交换中并不常见。需要注意的是,颗粒活性炭的接触时间通常较长,约在10至20分钟之间,这导致了需要更大的占地面积,从而增加了资本支出。与一次性的离子交换滤料相似,颗粒活性炭在使用后通常也需采取焚烧的方式进行废弃处理。

为什么要和迪诺拉合作?

迪诺拉在水处理和PFAS去除领域具有深厚的专业造诣,凭借其在PFAS试点和修复方面的数十年经验和专业知识,已在全球范围内成功部署了数万台设备。我们致力于与合作伙伴建立长期稳定的合作关系,并在此过程中提供卓越的服务,包括对现有系统的现场审核与优化建议、专业的启动与培训支持、滤料交换的流程保障,以及补充滤料的便捷更换与运输等。

迪诺拉针对PFAS去除提供定制化解决方案,旨在满足各种流量和处理需求的合规性。迪诺拉提供离子交换和颗粒活性炭技术来去除PFAS,系统能够最大限度地提高运行时间、成本效益和操作简便性。

随着利益相关者逐步揭露PFAS治理的复杂面貌,迪诺拉坚定不移地追踪每一条线索,直至它们不再对人类健康和环境构成任何威胁。