南京大学Nat. Rev. Clean Technol.:2025年水体PFAS处理技术进展
- 2026-02-04 19:47:36
全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其极高的化学稳定性与持久性，被誉为“永久化学品”，在水环境中的去除与降解极具挑战。传统处理技术多依赖于非破坏性分离（如吸附、膜过滤）或破坏性转化（如热解、焚烧），但均面临副产物二次污染、能耗高、难以实现完全矿化等瓶颈。2024年以来，全球饮用水标准日趋严格，推动了对可规模化、集成化且能量化评估的PFAS处理技术的迫切需求。
近日，南京大学张淑娟教授团队在Nature Reviews Clean Technology（自然综述·清洁技术）发表了题为“Advances in PFAS treatment in water in 2025”的综述论文（Year in review），系统总结了2025年水体全氟及多氟烷基化合物（PFAS）处理技术进展。
关键进展
研究发现，全氟及多氟烷基物质（PFAS）还原脱氟过程中的主要障碍并非C–F键的强度，而是初始电子转移步骤所需的高活化自由能。 新兴的混合处理技术（如活性炭吸附结合闪蒸焦耳加热）被开发出来，可同时实现PFAS矿化与高附加值产物的生成。 硅酸盐改性零价铁或含硅灰石（CaSiO₃）颗粒的微滴技术被应用于PFAS降解与氟回收。
图1：a、非破坏性分离技术（例如膜过滤或颗粒活性炭（GAC）吸附）和破坏性转化方法（可按相态（均相与非均相）、应用地点（原位与异位）和完全性（矿化与非矿化）进行分类）。b、全氟和多氟烷基物质（PFAS）修复的混合方法。c、一种实现PFAS去除净零成本的吸附-热解-循环工艺。d、一种基于微滴的工艺，可在矿物颗粒存在下同时实现界面还原和氧化以及氟固定。
基础机理的突破性认知PFAS在水体中的高效降解长期面临机理不明确、复杂基质中选择性差、技术评价体系不统一等挑战。明确其降解路径，尤其是中间产物对脱氟过程的抑制作用，对提升处理效能及设计可降解替代物至关重要。2025年，一项针对41种PFAS在紫外/亚硫酸盐体系中降解机理的实验与理论研究表明，初始电子转移步骤的高活化自由能（而非C-F键强度）是限制还原脱氟的关键。该发现从动力学层面揭示了PFAS降解的瓶颈，并指出须通过耦合还原与氧化过程的混合处理体系，突破反应能垒，实现PFAS及其顽固中间产物的完全矿化。
混合处理技术：从降解到资源化基于上述机理认识，2025年研究进一步推动混合处理技术向资源回收拓展。例如，将负载PFAS的颗粒活性炭经碱处理与闪蒸焦耳加热结合，在实现>90%氟转化率的同时，将废活性炭转化为高附加值的闪蒸石墨烯，形成“处理-再生-增值”一体化技术路径，显著提升过程经济性。
原位修复与界面反应新体系同年，PFAS原位修复技术亦取得重要进展。硅酸盐改性纳米零价铁通过路易斯酸作用活化C-F键，使原子氢脱氟能垒显著降低，在模拟渗透性反应墙体系中，对PFOA的脱氟效率提升至75–92%，较传统材料提高八倍。此外，微液滴‑矿物界面反应体系在带电微滴与硅灰石颗粒界面实现PFAS近完全矿化与氟同步固定，为喷雾式或气溶胶反应器等新型处理工艺提供了理论依据。为客观评估此类新技术，引入如脱氟效能指标（EEOD）等标准化评价参数，有助于其与实际水处理体系的对接与比较。
结论与展望
2025年PFAS水处理研究呈现出从“末端处理”向“过程集成与资源转化”的战略转型。通过厘清电子转移限速机制，研究者设计出混合氧化还原系统，有效突破PFAS降解动力学屏障；开发了硅酸盐修饰零价铁等材料，通过路易斯酸活化C-F键，大幅降低脱氟能垒；并在微滴化学与闪速焦耳加热等新平台上实现PFAS高效矿化与氟资源固定。这些进展不仅提升了处理效率与经济性，更推动了PFAS从“污染物”向“潜在资源”的认知转变。未来可探索将实验室尺度工艺放大至市政/工业废水场景，加强复杂水体基质中的选择性调控，并建立完整的质量平衡与全生命周期评估体系。
文献信息：Shuangshuang Wei, Changze Song & Shujuan Zhang. Advances in PFAS treatment in water in 2025. Nat. Rev. Clean Technol. 2, 15–16 (2026). https://doi.org/10.1038/s44359-025-00126-1
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