综述：关于电化学高级氧化工艺中操作参数对全氟烷基磺酸酯（PFAS）降解综合影响的批判性综述

《Journal of Water Process Engineering》：Critical review on the combined effects of the operational parameters for PFAS degradation by electrochemical advanced oxidation process

PFAS作为难降解环境污染物，其电化学高级氧化过程（EAOP）的协同作用机制及参数优化研究不足。本文系统分析了BDD阳极在不同pH和电解质浓度下的PFAS降解效率（PFCAs 85-95%，PFSAs 75-80%），揭示电极材料、分子链长及电解质-pH交互影响降解路径，并探讨副产物控制等局限性与改进方向。

　　
该研究由印度西孟加拉邦印度工程科学和技术大学土木工程系团队完成，聚焦于电化学高级氧化工艺（EAOP）对全氟烷基化合物的（PFAS）处理效能及机制探索。研究系统梳理了PFAS污染现状与电化学氧化技术进展，重点揭示了电极材料、溶液pH值、电解质浓度等关键参数的协同作用规律。

PFAS作为一类具有极强生物累积性和环境稳定性的全氟化合物，其分子结构中碳氟单键（BDE＞106 kcal/mol）赋予其独特的抗降解特性。这类化合物通过工业制造（汽车、造纸、化工）、消费品（非粘锅、化妆品）及消防泡沫等途径进入环境系统，已在全球水体、土壤、生物体（包括人体血液）中被检出。传统水处理技术如吸附、过滤难以实现其分子结构破坏，而EAOP通过电化学激发产生羟基自由基（·OH）等活性物种，展现出高效降解潜力。

研究创新性地构建了多参数交互作用分析框架，发现非活性电极（如BDD石墨烯）对短链PFCAs（如PFOA）的降解效率可达85-95%，但对长链PFSAs（如PFOS）仅75-80%。对比活性与惰性电极，活性电极虽能提升降解效率5-8个百分点，但存在电极钝化问题。溶液pH值与电解质浓度的协同效应尤为显著：酸性条件下（pH3-5）因H+浓度高，促进羟基自由基生成；中性条件（pH6-8）需增加电解质浓度至0.5-1.0 M以维持氧化电势。值得注意的是，不同PFAS亚类（如PFCAs与PFSAs）在电极表面存在吸附差异，导致降解动力学曲线呈现显著差异。

电化学氧化机制研究揭示了双重作用路径：直接电子转移（DET）主导短链PFCAs的快速降解（30-40分钟达90%），而长链PFSAs主要通过羟基自由基的间接氧化实现（需延长至60-80分钟）。分子轨道计算显示，全氟烷基链的共轭效应会削弱自由基攻击能力，这解释了为何PFSAs降解效率低于PFCAs。实验还发现电解质种类（如Na2SO4与K2SO4）会影响副产物生成，其中高浓度电解质易导致ClO-等氯代副产物积累。

技术经济性分析表明，现有EAOP设备能耗达8-12 kWh/m3，需通过优化电极结构（如三维多孔BDD电极）和开发混合氧化体系（电化学-光催化耦合）降低能耗。电极寿命普遍不足500小时，主要受氟离子腐蚀影响，表面包覆氧化石墨烯可延长寿命至800小时以上。副产物控制方面，引入催化剂（如Fe3O4纳米颗粒）可将全氟磺酸根（PFOS）的矿化率提升至92%，但对长链醚类（如FTEs）仍存在脱氟困难。

研究提出未来发展方向：1）开发智能电极材料，实现pH自适应调节；2）构建基于机器学习的多参数优化模型，预测不同工况下的降解效率；3）拓展至工业废水处理场景，建立分级处理工艺（预处理+EAOP+深度矿化）。特别值得关注的是，通过引入紫外线辅助（UVA-EOA协同），可将PFAS降解速率提升至1.2 mg/(g·h·V)，且副产物生成量减少60%。

该综述填补了EAOP处理PFAS多参数协同作用的空白，为工程应用提供了关键参数窗口：电流密度控制在2-5 mA/cm2时效率最优，电解质浓度需与pH值动态匹配，电极材料选择应兼顾成本与抗腐蚀性能。研究数据已整合至开源数据库（PFAS-EAOP 2023），包含37种常见PFAS的降解曲线及毒性阈值变化规律。