有機フッ素化合物の微粉炭吸着脱離機序の解明と浄水処理効率化によるリスク低減

阐明有机氟化合物在碳粉上的吸附/解吸机理，并通过提高水净化处理效率来降低风险

• 批准号: 22KJ3154
• 负责人: 中沢 禎文
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: National Institute of Public Health
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3154/
• 关键词: 有機フッ素化合物; 環境技術; 活性炭; 吸着; 脱着; 浄水プロセス; PFOS・PFOA; 吸着量; 有機フッ素化合物; 環境技術; 活性炭; 吸着; 脱着; 浄水プロセス; PFOS・PFOA; 吸着量

１．浄水場で稼働中の粒状活性炭 (GAC) の有機フッ素化合物 (PFAS) の破過におよぼす水温の影響を調査した。GAC池流入水に含まれる6種のカルボン酸PFAS (C4－C9) はGACの運用開始直後から30日時点まではすべて除去されていた。その後、残存率が徐々に増加し、PFASの鎖長が短いほど残存率の増加速度が大きかった。破過曲線から算出されるPFASの10 %および50 %破過時点の処理水量 (それぞれBV10およびBV50) はPFASの鎖長が長いほど増加した。水温の影響はC4とC5に見られ、低水温 (5－19 度) よりも高水温 (20－29度) の場合にBV50が小さく、高水温が破過を助長させた。吸着容量の小さい短鎖PFASは破過が早く水温の影響が顕著に見られたが、吸着容量の大きい長鎖PFASは破過が遅く水温の影響は小さかった。高水温期にC4とC5の処理後濃度が処理前濃度を超え、両者の脱着が確認された。２．平衡脱着実験によりPFASの脱着量および脱着比率を推定した。GACをPFASフリー水に4か月間晒すことで、6種のカルボン酸PFASと2種のスルホン酸PFASが脱着し水相から検出された。各活性炭濃度におけるPFAS濃度の最大値を脱着平衡濃度とみなして活性炭濃度で除すことでPFAS脱着量を算出し、PFAS脱着量-PFAS濃度の回帰式を求め、脱着可能量 (回帰式の切片) を算出した。PFASの脱着可能量はPFOAが最大 (0.5 μg-PFAS/g-GAC) であったが、GACのPFAS負荷量との比率はPFHxA (Log D=0) で最大となった (60 %)。

1。研究了水温对在水净化植物上运行的颗粒活性碳（GAC）中有机氟化合物（PFA）突破的影响。从GAC开始运行到30天，GAC池塘中的所有六个羧酸PFA（C4-C9）已被去除。此后，剩余速率逐渐增加，PFA的链长度越短，剩余速率的增加速度就越高。 PFA的10％和50％突破性时间（分别为BV10和BV50）随着PFA链长度的增加而增加。在C4和C5中可以看到水温的影响，在水温（20-29度）时BV50比低水温（5-19度）小，高水温促进了突破。具有较小吸附能力的短链PFA具有更快的突破，并且水温的影响值得注意，而具有较大吸附能力的长链PFA具有缓慢的突破，水温的影响很小。在高水温周期中，C4和C5的处理后浓度超过了治疗前的浓度，并且确认了两者的解吸。 2。通过平衡解吸实验估算了解吸量和PFA的解吸比。通过将GAC暴露于无PFA的无PFAS水4个月，在水相中吸南并检测了六种羧酸和两种磺酸盐。在每个活化碳浓度上，PFA浓度的最大值被认为是解吸平衡浓度，并除以活化的碳浓度以计算PFAS解吸的量，并且计算了PFAS解吸量-PFAS浓度的回归方程，并计算了降压量（截止量）（截距平均值）。 PFA可移动的最大量为PFOA（0.5μg-PFA/G-GAC），但GAC与PFAS负载的比率为PFHXA时的最大值（60％）（log D = 0）。