미국 내 많은 지역 사회는 기후 변화, 도시화 증가, 인구 증가 및 연장 가뭄으로 인한 효과의 조합으로 인해 전통적인 공급원 (예 :강, 호수 및 대수층)에서 이용할 수있는 물의 질과 수량이 감소하고 있습니다.
.식수 유틸리티가 미래의 물 요구를 계획함에 따라 많은 사람들이 직접적인 재사용을 고려하거나 통합하고 있습니다. 직접적인 화장성 재사용은 처리 된 폐수가 고급 수처리 과정을 통해 고품질 식수로 변형되는 과정입니다. Direct Potable Reuse는 소비자 건강을 보호하고 고품질 제품을 보장하기 위해 여러 장벽, 엔지니어링 스토리지 및 광범위한 모니터링을 사용합니다.
전통적인 식수원과 마찬가지로, 직접적인 식수 재사용에서 인공 또는 인위적 화학 물질의 존재에 대한 우려가 있습니다. 최근에, 퍼플 루오로 알킬 및 폴리 플루오로 알킬 물질 또는 PFASS의 존재는 많은 관심을 받았다. PFASS는 수많은 소비자 및 산업 응용 분야, 예를 들어 식품 포장, 얼룩 및 수비 원단, 비 스틱 제품 및 소방 폼에 사용되는 대규모 화합물 그룹입니다. PFAS는 널리 사용되며, 분해에 매우 저항하며, 물에 용해됩니다. 결과적으로 그들은 강, 호수, 대수층, 처리 된 폐수 및 식수에서 감지되었습니다.
이 연구에서, 우리는 처리 된 폐기물로부터의 퍼플 루오로 알킬 산 (PFAA) 및 PFAA 전구체의 제거에 대한 진보 처리의 효과에 중점을 두었다. PFAA는 물에서 일반적으로 검출되는 PFAS의 서브 세트이며 PFOA (Perfluorooctanoic acid) 및 PFOS (Perfluorooctanesulfonic Acid)를 모두 포함하는 그룹입니다. 이 연구는 잘 확립 된 액체 염색체 탠덤 질량 측정법을 사용한 PFOA 및 PFO를 포함한 총 10 개의 PFAA 화합물을 모니터링했습니다.
.PFAS의 넓은 우산은 또한 생물학적으로 또는 화학적으로 PFAA로 산화 될 수 있기 때문에 PFAA 전구체로 표지 된 화합물의 클래스를 포함한다. PFAA 전구체의 예는 Perfluorooctanesulfonamide, Perfluoroalkyl Phosphate Mono 및 Di 에스테르 및 Polyfluorinated phospinates 및 기타 독점 PFAS를 포함한다. 종종 이러한 전구체는 분석적으로 감지하기가 어렵 기 때문에 연구자들은 자신의 존재를 간접적으로 결정하는 방법을 개발했습니다. 이 방법에서, PFAA 수준은 강한 산화제 (하이드 록실 라디칼)와의 반응 전후에 측정되며 농도의 차이는 존재 해야하는 전구체의 농도를 유추하는데 사용된다.
.직접적인 포수 재사용 처리 트레인은 일반적으로 역 삼투 (RO) 기반 처리 또는 오존 생물 활성화 탄소-과립 활성탄 (오존 -BAC-GAC) 처리의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 두 경우 모두, 오염 물질은 PFAS를 포함하여 존재하는 오염 물질을 물리적으로 제거, 생분해 또는 화학적으로 변형시킬 가능성이있는 처리 과정에 적용됩니다.
.도 1에 도시 된 바와 같이, 4 개의 음량 재사용 부위 각각에 대한 유입은 총 농도의 30 - 67%를 나타내는 전구체를 갖는 PFAA 및 PFAA 전구체를 모두 함유 하였다. RO 기반 처리 트레인은 모두 모든 PFAS를 아래에서 아래로 제거 할 수있었습니다. 그러나 경제 및 환경 비용이 상당히 높아집니다. 이 비용의 일부는 RO 동안 거부 된 모든 오염 물질을 포함하는 소금물 용액의 처분입니다. 대조적으로, 오존-바크 GAC는 상당히 저렴하고 소금물 처리가 필요하지 않습니다.
PFAA 전구체의 현저한 제거도 2 개의 오존 -GAC 부위에서 관찰되었지만, PFAA의 총 농도에는 제한된 변화가 있었다. 여기에는 나타나지 않았지만, 처리는 PFOA와 같은 장쇄 종에서 더 짧은 화합물로 존재하는 PFAA의 유형에서 상당한 이동을 생성 하였다. 두 번째 오존 -GAC 부위에서 보이는 약간의 증가는 치료 중 PFAA 전구체의 분해로 인해 발생 하였다.
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이 연구에서 중요한 테이크 아웃 :
- PFAA 전구체는 모든 처리 된 폐수 샘플에서 검출되었다.
- Ro는 PFAA 및 PFAA 전구체를 탐지 한계 아래로 제거했습니다.
- 오존 바크 GAC는 단편 체인 PFAA에 대한 PFAA 전구체 및 장쇄 PFAA를 유리하게 제거했습니다.
- 최종 유출 물질에서 감지 된 모든 PFAA의 합은 PFOA 및 PFOS의 합계에 대해 70 ng/L의 미국 EPA 건강 자문 수준보다 높지 않았습니다.
이러한 결과는 최근 저널 Water Research 에 발표 된 Potable Reuse Systems에서 Perfluoroalkyl 및 Polyfluoroalkyl 물질의 제거라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. . 이 작업은 Oscar Quiñones, Research Chemist 및 Eric R.V.가 수행했습니다. Southern Nevada Water Authority의 수질 연구 및 개발 그룹의 프로젝트 관리자 Dickenson.
