改性活性炭對(duì)水中PFOS的吸附去除研究
摘要：分別用FeCl3及中功率微波對(duì)煤質(zhì)和椰殼2種粉末活性炭進(jìn)行改性。序批式實(shí)驗(yàn)研究了活性炭改性前后對(duì)全氟辛烷磺酸(PFOS)的吸附特性。結(jié)合活性炭改性前后表面化學(xué)官能團(tuán)和孔結(jié)構(gòu)的變化特征,探討了不同改性方式對(duì)PFOS吸附去除的影響效應(yīng)以及天然有機(jī)物中的主要組成成分腐殖酸對(duì)PFOS在原炭及改性炭上的競(jìng)爭(zhēng)吸附效應(yīng)。結(jié)果表明,Fe3+及中功率微波處理對(duì)煤質(zhì)炭和椰殼炭的孔結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)都有影響,但變化趨勢(shì)不同。椰殼活性炭經(jīng)Fe3+及中功率微波改性后對(duì)PFOS的吸附量明顯提高,而煤質(zhì)活性炭經(jīng)改性后對(duì)PFOS的吸附量出現(xiàn)下降。改性椰殼活性炭與原炭吸附PFOS達(dá)到吸附平衡的時(shí)間基本相同,均為6h左右。在腐殖酸存在下,改性椰殼炭對(duì)PFOS的吸附量因競(jìng)爭(zhēng)吸附而有所下降,但改性炭的吸附量仍明顯高于原炭。
關(guān)鍵詞：活性炭，改性，全氟辛烷磺酸(PFOS)，腐殖酸，吸附
全氟辛烷磺酸（PFOS）作為持久性環(huán)境有機(jī)污染物的新成員，在許多環(huán)境介質(zhì)和人體、動(dòng)物體中被廣泛檢出。根據(jù)世界衛(wèi)生組織化合物急性毒性分類標(biāo)準(zhǔn)，PFOS屬于中等毒性化合物。從20世紀(jì)80年代早期開(kāi)始，這種非揮發(fā)性的全氟有機(jī)化合物在工業(yè)及民用領(lǐng)域的應(yīng)用增長(zhǎng)迅速。PFOS是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最難降解的有機(jī)污染物之一，具有很高的生物蓄積性，其造成的環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。
PFOS的環(huán)境污染問(wèn)題也勢(shì)必影響飲用水的安全。在我國(guó)和其他一些國(guó)家的天然水體和飲用水中都檢測(cè)到了PFOS的存在，甚至有些區(qū)域的污染水平較高。調(diào)查結(jié)果還顯示，傳統(tǒng)的水處理工藝很難有效去除這類痕量的有機(jī)污染物。活性炭吸附通常主要用來(lái)去除水中致異嗅、味的有機(jī)污染物以及消毒副產(chǎn)物前驅(qū)體，而對(duì)一些新型合成有機(jī)污染物的去除效果和機(jī)制方面的研究還比較缺乏。有研究表明，傳統(tǒng)的活性炭吸附技術(shù)對(duì)有些難降解的有機(jī)污染物不能有效地去除。前期的研究發(fā)現(xiàn)，活性炭對(duì)一些新型污染物的去除效果也非常有限。因此，針對(duì)特定污染物尋找合適的改性方法來(lái)提高活性炭對(duì)其吸附去除效果對(duì)飲用水的安全保障具有重要意義。利用金屬離子及微波改性是常用的活性炭改性方法，該方法操作簡(jiǎn)單，耗費(fèi)少，并且適當(dāng)?shù)母男钥梢燥@著提高活性炭的吸附效能。
本研究以PFOS為目標(biāo)污染物，分別采用鐵鹽及微波對(duì)2種常用的粉末活性炭（PAC）進(jìn)行改性，分析了原炭及改性炭吸附PFOS的影響效應(yīng)，并探討了腐殖酸（HA）與PFOS在活性炭上發(fā)生的競(jìng)爭(zhēng)吸附效應(yīng)。
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