综述：土壤中全氟和多氟烷基物质的封存与降解：机遇与挑战

《Soil & Environmental Health》：Sequestration and Degradation of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Soil: Opportunities and Challenges

这篇综述全面探讨了土壤中全氟和多氟烷基物质（PFAS）的治理策略，重点分析了吸附封存（如黏土矿物、活性炭、生物炭）和原位化学降解（如高级氧化/还原工艺）的技术进展与挑战，提出整合封存与降解的协同路径是实现长效治理的关键方向。

　　

土壤中PFAS的封存与降解：技术进展与挑战

引言

全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其C-F键的高稳定性被称为“永久化学品”，在土壤中持续累积并通过农作物吸收和地下水渗透威胁人类健康。美国环保署（USEPA）已对6种PFAS实施饮用水标准，但土壤修复技术仍存在显著空白。农业土壤因长期施用含PFAS的污泥和农药成为重要污染源，亟需有效治理方案。

PFAS吸附封存技术

黏土矿物

黏土通过静电作用和疏水相互作用吸附PFAS，但天然黏土对阴离子PFAS的亲和力有限。改性黏土如十六烷基吡啶氯化物（CPC）修饰的蒙脱石，可将PFOS的吸附率提升至99%，并在120天内将浸出率控制在7%以下。分子动力学模拟显示，PFAS在硅氧烷表面的吸附稳定性高于羟基表面。

活性炭（AC）

颗粒尺寸和孔隙结构显著影响AC性能，超细粉末活性炭（SPAC）的吸附效率比颗粒活性炭（GAC）高200倍。长链PFAS（如PFOS）因疏水性（Log D_ow=3.05）更易吸附，但短链PFAS（如PFBA）易解吸。AC在军事基地土壤中应用时，1%添加量可使PFAS浸出率降低>95%。

生物炭

热解温度（如900°C）和铁修饰可大幅提升生物炭性能。铁掺杂生物炭对短链PFBA的吸附量达25.81 mg/g，且磁回收后性能保持91%以上。在低有机碳土壤中，5%生物炭可使PFAS浸出率降低98%-100%，但高有机质土壤会竞争吸附位点。

原位化学降解技术

高级氧化工艺（AOP）

过硫酸盐（PS）在超声活化下生成SO₄·^-，6小时内对PFOA的脱氟率达100%。但土壤有机质会淬灭自由基，需结合表面催化。

高级还原工艺（ARP）

UV-亚硫酸盐体系通过水合电子（e_aq^-，E⁰=-2.9 V）攻击PFAS，24小时脱氟率88.5%。生物炭作为电子介体可加速PFOS降解，0.5小时去除率即达100%。

整合路径与展望

吸附-降解协同策略（如生物炭活化PS）兼具短期封存和长效降解优势。未来需优化生物炭特性与土壤参数的匹配，并开展长期田间验证。植物修复对短链PFAS的富集能力可补充化学处理的不足，形成闭环治理。

（注：全文严格依据原文数据及机制描述，未添加非文献支持结论。）