全氟和多氟烷基物质（PFAS）广泛存在于消防泡沫（如AFFF）中，具有持久性和生物累积性，可导致生殖毒性、癌症等健康风险。消防设备（如管道、软管）使用后易残留 PFAS，传统换水策略难以彻底清除，需优化去污方法。本研究研究目的：①分析22种PFAS从受污染消防材料中的提取动力学；②评估清洗剂类型、温度、pH 值对提取效率的影响；③探究PFAS反弹现象及链长依赖性，为制定有效去污策略提供依据。

研究深入探究了从受全氟和多氟烷基物质（PFAS）污染的消防材料中提取22种PFAS的动力学特征。研究开展了两组不同的试验：一组对比市售清洁剂与水在复杂去污流程中的效果，另一组评估7种清洗剂对消防设施材料的作用（其中一种清洗剂分别在22 ℃和50 ℃条件下测试）。通过对其处理前（处理前）和处理后（处理后）浓度进行对比分析，发现较高温度下PFAS的解吸效果总体更优。结果显示，较高温度下PFAS的解吸效果总体更优。此外，观察到清洗剂的pH值对特定PFAS的提取存在显著影响，这揭示了化学环境在提取过程中的作用。研究使用试剂3探究了提取温度的影响，结果显示与22 ℃相比，50 ℃时解吸效果更优。研究对PFAS的“反弹”现象进行了长达157天的监测，发现22种PFAS的总量呈逐渐上升趋势，表明存在长期解吸机制。值得注意的是，短碳链（C4—C6）的PFAS比长碳链同系物具有更高的解吸效率。因此，受到短碳链PFAS污染的系统可能比受到长碳链PFAS污染的系统更易于去污，表明短碳链PFAS（C4—C6）的解吸效率优于长碳链同系物，提示去污效果存在链长依赖性。本研究全面剖析了PFAS提取过程的复杂性，为制定科学合理的去污策略提供了细致的理论依据。

该研究结果发表在期刊Emerging Contaminants上。

图1. 24小时批次试验、材料制备及取样流程示意图

图2. 商用溶液试验、材料制备及取样流程示意图

图3. 起始材料、水处理后及商用产品处理后的可提取22种全氟和多氟烷基物质（PFAS₂₂）总量

图4. 不同材料中可提取22种全氟和多氟烷基物质（PFAS22）的去除效率：A. P1-钢，B. P2-钢，C.HEX，D.FH-EPDM（CA：羧酸，SA：磺酸，Water：水处理后，Commercial：商用产品处理后）

图5. 试剂中22种全氟和多氟烷基物质（PFAS₂₂）的浓度、24小时后浓度（深色）及材料表面的估算浓度（浅色）：A. P1-钢，B. P2-钢，C. FH-EPDM，D.经试剂1（水）处理的不同材料（黑色矩形框标记同一系统的材料）

图6. 24小时后试剂中C4–C5（碳链长度为4–5的全氟和多氟烷基物质）的总量与22种全氟和多氟烷基物质（PFAS22）总浓度的关系，以及每种材料的PFAS总去除量，100%去除的PFAS₂₂对应每种试剂的最高浓度

图7. 水中157天后22种全氟和多氟烷基物质（PFAS₂₂）的浓度。A. P1-钢，B. P2-钢，D. HEX，C. FH-EPDM

图8. P2-钢的扫描电子显微镜（SEM）图像（左侧：24小时批量试验前。右侧：用试剂3处理24小时后）

文章信息

Analysis of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) extraction from contaminated firefighting materials: Effects of cleaning agent, temperature, and chain-length dependencies

Sixten Dahlbom, Fanny Bjarnemark, Björn Nguyen et al.

https://doi.org/10.1016/j.emcon.2024.100335