改性活性炭对水中PFOS的吸附去除研究

更新时间：2014-01-25 10:57 来源：环境科学作者: 阅读：1782

摘要：分别用FeCl3及中功率微波对煤质和椰壳2种粉末活性炭进行改性。序批式实验研究了活性炭改性前后对全氟辛烷磺酸(PFOS)的吸附特性。结合活性炭改性前后表面化学官能团和孔结构的变化特征,探讨了不同改性方式对PFOS吸附去除的影响效应以及天然有机物中的主要组成成分腐殖酸对PFOS在原炭及改性炭上的竞争吸附效应。结果表明,Fe3+及中功率微波处理对煤质炭和椰壳炭的孔结构和表面性质都有影响,但变化趋势不同。椰壳活性炭经Fe3+及中功率微波改性后对PFOS的吸附量明显提高,而煤质活性炭经改性后对PFOS的吸附量出现下降。改性椰壳活性炭与原炭吸附PFOS达到吸附平衡的时间基本相同,均为6h左右。在腐殖酸存在下,改性椰壳炭对PFOS的吸附量因竞争吸附而有所下降,但改性炭的吸附量仍明显高于原炭。

关键词：活性炭，改性，全氟辛烷磺酸(PFOS)，腐殖酸，吸附

全氟辛烷磺酸（PFOS）作为持久性环境有机污染物的新成员，在许多环境介质和人体、动物体中被广泛检出。根据世界卫生组织化合物急性毒性分类标准，PFOS属于中等毒性化合物。从20世纪80年代早期开始，这种非挥发性的全氟有机化合物在工业及民用领域的应用增长迅速。PFOS是目前世界上发现的最难降解的有机污染物之一，具有很高的生物蓄积性，其造成的环境污染问题已经引起了人们的广泛关注。

PFOS的环境污染问题也势必影响饮用水的安全。在我国和其他一些国家的天然水体和饮用水中都检测到了PFOS的存在，甚至有些区域的污染水平较高。调查结果还显示，传统的水处理工艺很难有效去除这类痕量的有机污染物。活性炭吸附通常主要用来去除水中致异嗅、味的有机污染物以及消毒副产物前驱体，而对一些新型合成有机污染物的去除效果和机制方面的研究还比较缺乏。有研究表明，传统的活性炭吸附技术对有些难降解的有机污染物不能有效地去除。前期的研究发现，活性炭对一些新型污染物的去除效果也非常有限。因此，针对特定污染物寻找合适的改性方法来提高活性炭对其吸附去除效果对饮用水的安全保障具有重要意义。利用金属离子及微波改性是常用的活性炭改性方法，该方法操作简单，耗费少，并且适当的改性可以显著提高活性炭的吸附效能。

本研究以PFOS为目标污染物，分别采用铁盐及微波对2种常用的粉末活性炭（PAC）进行改性，分析了原炭及改性炭吸附PFOS的影响效应，并探讨了腐殖酸（HA）与PFOS在活性炭上发生的竞争吸附效应。

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