综述：工业废水中全氟和多氟烷基物质的来源与赋存及现有处理方法的评估

本综述系统梳理了全球六大工业部门废水中PFAS的赋存特征，指出其浓度跨越12个数量级（2.1×10-3–1.7×109 ng/L），并揭示了行业特异性污染模式（如氟化工以短链/新兴PFAS为主，电镀业富集PFOS及其替代物）。研究通过分析21座实际污水处理厂数据，证实吸附、膜技术和Fenton法等先进工艺对长链PFAS的去除率超90%，显著优于传统工艺（<50%），为行业针对性治理提供了关键科学依据。

　　

引言

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类具有极强碳-氟（C-F）键的合成有机化合物，其独特的化学结构赋予了它们卓越的化学稳定性、热稳定性、疏水性和抗降解能力。尽管生产成本高昂，PFAS仍广泛应用于超过200种工业领域，这使得工业废水成为PFAS排放的主要途径。受相关工业废水影响的河流生态系统，如美国的俄亥俄河和中国的小清河，已成为全球PFAS污染最严重的区域之一。在欧洲，“永恒污染项目”已绘制出超过20,000个已知污染点。随着《斯德哥尔摩公约》对长链全氟羧酸（PFCAs，碳数≥7）和全氟磺酸（PFSAs，碳数≥6）的逐步淘汰，工业界已转向使用短链同系物（如PFBA和PFBS）、醚基替代品（如GenX和ADONA）以及新型环状结构（如OBS）和阳离子/两性离子氟调聚物。这种从传统PFAS向新兴替代物的转变，使得工业废水中PFAS的赋存情况变得极为复杂，不同行业和地区间存在巨大差异。因此，全面监测不同工业废水中的PFAS，识别其来源和化学指纹特征，对于制定有针对性的、行业特异性的控制策略至关重要。

工业废水中PFAS的赋存特征与行业差异

本研究系统整合了来自亚洲、欧洲和北美205个工业场点的公开数据（2006年11月至2025年2月），共包含1,772个PFAS浓度数据记录。分析结果显示，不同工业部门在数据可得性和污染特征上存在显著差异。

氟化工制造业废水 表现出最高的PFAS多样性，共检测到73种不同的PFAS，以短链和新兴PFAS为主导，浓度范围极广。

电子工业废水 呈现出向短链和超短链PFAS转变的趋势，C4全氟烷基酸（PFAAs，如PFBA和PFBS）及其衍生物（如FBSE）占主导地位，并且是该数据库中唯一检测到超短链PFAAs的行业。

纺织工业废水 总体PFAS浓度相对较低，但富含长链PFAS和醚基替代物。

电镀工业废水 中全氟辛烷磺酸（PFOS）及其替代品（如全氟（2-（6-氯己基）氧基）乙磺酸（6:2 Cl-PFESA，即F-53B的主要成分）和6:2氟调聚物磺酸（6:2 FTSA））的含量显著升高，部分浓度达到毫克/升级。

相比之下，制药和食品加工行业 的PFAS数据仍然有限。这种行业间的差异主要源于不同的生产工艺、化学品使用和废物管理实践。

现有处理工艺对PFAS的去除效能评估

本研究进一步评估了工业废水处理厂中不同处理工艺对PFAS的去除效果，共分析了来自21座全尺度污水处理厂的734个PFAS去除数据。

传统处理工艺的局限性

传统的工业废水处理工艺，如混凝/絮凝、沉淀和浮选，对于去除传统和新兴的PFAS普遍效率低下，通常去除率低于50%。生化处理过程对PFAS的去除效果也不稳定。

先进处理工艺的优势

相比之下，高级处理技术显示出更高的去除效率：

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  吸附技术（如改性颗粒活性炭GAC和离子交换树脂IX）对长链PFAS（如PFOS）表现出良好的去除能力，IX树脂可实现约80%的PFOS去除率。GAC与IX的组合吸附系统通过协同作用，能将总PFAS去除率提升至93%-98%。
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  膜技术（如反渗透RO）在纺织工业中能有效去除全氟羧酸（PFCAs）和Cl-PFESA，去除率超过90%。
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  高级氧化工艺（如Fenton法）在个别设施中显示出对PFOA（77%）和PFBS（81%）的降解能力。

然而，这些先进技术在PFAS亚类的选择性、运行稳定性以及成本方面仍面临挑战。特别是对于短链PFAS，其更高的水溶性和迁移性使得所有处理工艺的去除效率均有所下降。

结论与环境启示

本综述揭示了工业废水中PFAS污染的复杂性和行业特异性。氟化工和电子行业废水以短链和新兴PFAS为主，电镀废水则富含PFOS及其替代物，而纺织废水则与长链PFAS关联更密切。现有数据表明，吸附、膜分离和Fenton氧化等高级处理工艺对长链PFAS的去除效果显著优于传统方法，但其在实际应用中的普适性、经济性和对短链PFAS的去除效能仍需进一步优化。

从环境管理角度看，这些发现强调了制定行业特异性PFAS排放标准和管控策略的紧迫性。鉴于PFAS的持久性、生物累积性和潜在健康风险，亟需加强对工业废水中PFAS及其前体物的监测，开发高效且可持续的处理技术，并建立基于全生命周期的风险管理框架，以最大限度地减少其对环境和人类健康造成的风险。未来的研究应侧重于填补制药、食品加工等数据匮乏行业的空白，并深入探索先进处理工艺在实际复杂废水基质中的长期运行效能和成本效益。