Aqueous Film-Forming Foam Treatment under Alkaline Hydrothermal Conditions
Aqueous Film-Forming Foam Treatment under Alkaline Hydrothermal Conditions
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碱性水热条件下水成膜泡沫处理
DOI：
10.1061/(asce)ee.1943-7870.0001974
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发表时间：
2022
影响因子：
2.2
通讯作者：
Pinkard, Brian R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pinkard, Brian R.
由于水成膜泡沫 (AFFF) 中全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 含量较高，历史上使用水成膜泡沫 (AFFF) 导致了水和土壤的广泛污染。由于 PFAS 的高毒性和环境持久性，传统的 AFFF 正在被逐步淘汰，并且需要报废处理方案。虽然焚烧历来是水成膜泡沫的首选处置方案，但由于人们越来越担心有害副产品的排放，这种做法正在逐步被淘汰。水热碱处理 (HALT) 是一种有效的 PFAS 破坏工艺，此前已被证明不会产生有毒的 PFAS 降解副产物。在本案例研究中，HALT 被评估为水成膜泡沫库存的报废销毁选项。含有总 PFAS 的传统 AFFF 样品在间歇式反应器装置中在 350°C、5 M-NaOH 负载和 2 至 6 小时的停留时间下进行处理。在两种情况下，引入了专有的催化表面，事实证明这可以提高 PFAS 破坏的速度和程度。在 HALT 处理之前和之后测量了 40 种 PFAS 分析物，以量化破坏效果并证明所有 PFAS 在处理过程中均被降解。使用离子色谱法量化一种条件下的氟化物产率，测得理论脱氟效率为 120.5%。这表明 HALT 通过断裂强碳-氟键，可以有效降解检测到的和未检测到的 PFAS。总体而言，HALT 似乎是安全处置遗留水成膜泡沫库存的技术上可行的选择。
Historical use of aqueous film-forming foam (AFFF) has led to widespread contamination of water and soil, due to the high per- and polyfluoroalkyl substance (PFAS) content in AFFF. Due to the high toxicity and environmental persistence of PFAS, legacy AFFF is being phased out, and end-of-life disposal options are needed. While incineration has historically been the preferred disposal option for AFFF, the practice is being phased out due to mounting concerns around the emission of harmful byproducts. Hydrothermal alkaline treatment (HALT) is an effective PFAS destruction process, which has been previously shown to generate no toxic PFAS degradation byproducts. In this case study, HALT is evaluated as an end-of-life destruction option for AFFF stockpiles. A legacy AFFF sample containingtotal PFAS is treated at 350°C,, 5 M-NaOH loading, and residence times of 2 to 6 h in a batch reactor setup. In two cases, a proprietary catalytic surface is introduced, which is demonstrated to increase the rate and extent of PFAS destruction. Forty PFAS analytes are measured before and after HALT treatment to quantify destruction efficacy and to demonstrate that all PFAS are degraded during processing. Ion chromatography is used to quantify fluoride yield at one condition, where 120.5% theoretical defluorination efficiency is measured. This indicates that HALT is effective at degrading detected and undetected PFAS, through cleavage of the strong carbon-fluorine bonds. Overall, HALT appears to be a technically viable option for safe disposal of legacy AFFF stockpiles.
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