Обзор распространения, трансформации и удаления пер- и полифторалкильных веществ (PFAS) на очистных сооружениях сточных вод

Пер- и полифторалкильные вещества (PFAS) включают более 4000 антропогенно синтезированных соединений, широко применяемых в быту и промышленности. В этом критическом обзоре обобщены новейшие данные о распространении PFAS в мире и оценена их судьба на очистных сооружениях сточных вод. Более 30% исследований по мониторингу PFAS на очистных сооружениях проведено в Китае, далее следуют Европа (30%) и Северная Америка (16%); при этом по другим регионам мира, включая большинство развивающихся стран, данные в целом отсутствуют. Перфторалкильные кислоты короткой и длинной цепи широко обнаруживали как в поступающих сточных водах (до 1000 нг/л), так и в очищенных стоках (от 15 до более 1500 нг/л). На сегодняшний день имеется мало данных о содержании предшественников PFAS и PFAS с ультракороткой цепью на очистных сооружениях. На большинстве очистных сооружений эффективность удаления PFAS была низкой, а во многих исследованиях после очистки сточных вод сообщалось о повышении содержания перфторалкильных кислот. Анализ судьбы различных классов PFAS на разных этапах очистки сточных вод (аэробная и анаэробная биодеградация, фотодеградация и химическая деградация) показал, что основным механизмом трансформации предшественников PFAS в перфторалкильные кислоты на очистных сооружениях является биодеградация. Исследования ремедиации в промышленных масштабах и лабораторных условиях свидетельствуют, что такие современные методы, как адсорбция с использованием ионообменных смол, электрохимическая деградация и нанофильтрация, эффективнее удаляют PFAS (примерно на 95–100%), чем традиционные методы. Однако применение этих методов на реальных очистных сооружениях сопряжено со значительными трудностями, связанными с необходимостью масштабирования, ограничениями массопереноса, а также обращением с побочными продуктами и отходами очистки. Для эффективного удаления PFAS может оказаться полезным сочетание нескольких методов с одновременным устранением ограничений, присущих каждому из них. С учётом концентраций PFAS в окружающей среде, экономической эффективности и простоты эксплуатации нанофильтрация с последующей адсорбцией на биоугле из древесины и/или активированном угле может быть приемлемым вариантом при включении в традиционные системы очистки. Однако возможность широкомасштабного применения такого подхода требует дальнейшей проверки.