Karbon teraktif PFAS ialah sejenis bahan pencemar organik berterusan yang baharu dengan ketoksikan tinggi, kebolehdegradasian yang lemah, dan sebagainya. Ia telah diklasifikasikan sebagai pencemar kawalan keutamaan untuk air minuman oleh banyak kawasan. Penjerapan karbon teraktif telah menjadi teknologi arus perdana untuk mengeluarkan PFAS daripada air kerana kos rendah dan operasinya yang mudah. Tetapi, sama ada kesan penulenannya memenuhi keperluan memerlukan penilaian menyeluruh daripada tiga aspek: prestasi penjerapan, keperluan standard dan cabaran aplikasi praktikal.
Kapasiti penjerapan karbon diaktifkan PFAS bergantung pada struktur liang dan sifat kimia permukaannya. Kajian telah menunjukkan bahawa zarah dengan mikropori dan mesopores yang kaya mempunyai kapasiti penjerapan yang berbeza untuk rantai-pendek dan-panjang dalam PFAS. Seperti, karbon teraktif berasaskan tempurung kelapa-mempunyai kapasiti penjerapan sehingga 120 mg/g untuk PFOA, tetapi untuk PFBS ia hanya 35 mg/g. Selain itu,-karbon teraktif yang diubah suai permukaan boleh meningkatkan penjerapan terpilih PFAS melalui tarikan elektrostatik atau ikatan hidrogen. Pengoksidaan asid nitrik-karbon teraktif yang dirawat mempunyai kadar penjerapan untuk PFOS yang 40% lebih tinggi daripada sampel yang tidak diubah suai dan kekal stabil dalam julat pH air minuman konvensional .
Dari perspektif piawaian penulenan air minuman, negara semakin mengenakan had yang lebih ketat ke atas PFAS. EPA AS mengeluarkan keperluan pada 2023 bahawa kepekatan PFOA dan PFOS dalam air minuman hendaklah di bawah 0.004 ng/L dan 0.02 ng/L, masing-masing; "Arahan Air Minuman" EU menetapkan bahawa jumlah kepekatan PFAS sepatutnya<0.5 μg/L. Laboratory static adsorption experiments show that when the activated carbon dosage is 5 g/L and the contact time is 60 minutes, the removal rate of a PFAS solution with an initial concentration of 1 μg/L can reach 99.5%, and the effluent concentration can be reduced to below 5 ng/L, meeting the EU standards. However, in practical applications, dynamic flow conditions can lead to a decrease in the utilization rate of activated carbon adsorption sites and a shortened penetration time. For example, when a water treatment plant using an activated carbon filter treats groundwater containing PFAS, when the filtration speed is increased to 10 m/h, the operating time for PFOA penetration concentration decreases from 72 hours to 48 hours, and activated carbon needs to be frequently replaced to maintain compliance.
Dalam aplikasi praktikal, teknologi penjerapan karbon teraktif juga menghadapi tiga cabaran utama: pertama, persaingan untuk penjerapan antara PFAS dan bahan organik semula jadi; NOM akan menduduki tapak aktif pada permukaan karbon teraktif, menghasilkan pengurangan 20%-30% dalam kadar penyingkiran PFAS; kedua, kesukaran untuk mengaktifkan penjanaan semula karbon, walaupun penjanaan semula-suhu tinggi boleh memulihkan prestasi penjerapan, ia akan mengeluarkan produk penguraian PFAS, menyebabkan pencemaran sekunder; ketiga, had ketepatan pengesanan untuk kesan PFAS adalah terhad, kaedah pengesanan sedia ada mempunyai ralat kuantitatif yang besar untuk ultra-surih PFAS, menjadikannya sukar untuk mengesahkan dengan tepat sama ada kesan penulenan memenuhi piawaian. Pada masa hadapan, adalah perlu untuk membangunkan karbon teraktif PFAS khusus dengan pengoptimuman kolaboratif "struktur berliang-kumpulan fungsi permukaan", digabungkan dengan teknologi pra-rawatan dan penjanaan semula dalam, serta mewujudkan kaedah pengesanan PFAS yang lebih sensitif untuk menggalakkan pencapaian stabil piawaian penulenan air minuman melalui teknologi penjerapan karbon teraktif.