吕勒奥理工大学城市水工程研究人员与俄亥俄州立大学和瑞典建筑公司NCC的研究人员合作，对处理雨水的城市生物过滤设施中PFAS的出现、浓度和分布进行了全面研究。

全球范围内，在规划新的工业和住宅城区时，越来越多地采用这种类型的处理设施。因此，维护问题变得越来越重要。

“我们在研究的大多数生物过滤设施中都发现了大量PFAS。与生物过滤设施高处捕获的金属相比，PFAS在所有过滤层中分布不均匀，甚至在很少更换的过滤材料的最底部也是如此。

吕勒奥理工大学城市水工程博士生AliBeryani说：“这些结果可能会对理解处理过程以及生物过滤设施未来的运行和维护产生重大影响。”

相对而言，全球范围内对城市生物过滤设施进行的长期科学研究较少，所分析的设施数量也没有本研究那么多。研究人员研究了美国俄亥俄州、密歇根州和肯塔基州的20个生物过滤设施，这些设施已经运行了很长时间，从8年到16年不等。

美国为开展此类研究提供了机会，因为该国在雨水处理生物过滤器实施方面处于领先地位。此外，分析设施中35种PFAS及其前体(化学PFAS化合物，通过化学反应可能产生其他更易于分析的PFAS化合物)的存在和浓度使这项研究独一无二。

世界各地用于雨水处理的生物过滤设施的数量正在增加，尤其是在瑞典，那里有数千个此类设施，这意味着人们对如何进行操作和维护的兴趣也在增加。

这些生物过滤器的目的是捕获各种污染物，但生物过滤器并不能消除它们。相反，大多数污染物会积聚在处理过滤器中，需要维护和更换滤料。

生物过滤器的设计基于世界各地的相同原理。因此，本研究的结果适用于大多数国家。在研究范围内的处理设施集水区内没有已知的PFAS排放点源。测量的PFAS源自常规城市雨水排放。

在生物过滤设施中，雨水通过过滤材料进行过滤，过滤材料基本上由厚度可达1米(约2.5-3英尺)的土壤和/或沙层组成。底部有一个排水系统，用于收集处理过的水，然后将其排放到雨水管道系统，然后再排放到接收水体。

未经这样的处理，未经处理的雨水就会直接排入我们洗澡、钓鱼的水体，并将其作为饮用水供应。

雨水生物过滤器可以有效去除大多数金属。另一方面，这些设施并非为去除PFAS而建，因为人们只是在最近几年才注意到雨水中存在PFAS。然而，今天我们知道雨水中存在PFAS，因此这些处理设施中也存在PFAS。但生物过滤器中PFAS的存在、浓度和分布情况如何?

至于来自道路交通的金属等污染物，研究人员在研究中表明，数量最多的是顶层，也就是过滤材料最上层约10厘米处，正如预期的那样。这表明，在维护设施时更换这10厘米就足以恢复生物过滤器的大部分功能。

但PFAS却呈现出不同的模式。研究人员在研究中发现，PFAS在滤料中的分布比其他污染物要不均匀得多。许多PFAS更易溶于水，也称为亲水性污染物。因此，它们不容易或根本不会被滤料吸收。

在这项研究中，研究人员使用了此类研究的新方法——TOP测定氧化，以识别不同类型和大量PFAS。

“在我们研究过的生物过滤设施中，我们在沉积物中发现了短链和长链PFAS。长链PFAS尤其令人担忧，因为它们的半衰期非常长、毒性更高且具有生物累积风险，而短链分子毒性较小，但在水生环境中更易溶解和移动，”Beryani说。

PFAS在社会中的出现引起了人们的极大关注，因为它们会对环境和人类健康产生有害影响。PFAS降解速度非常慢，因此被称为“永久化学物质”。

由于其在水环境中的高溶解性和流动性，它们可以在水环境中长期循环。美国多个州和欧盟已将某些PFAS列为禁止或限制使用物质。尽管如此，由于这些物质降解缓慢，它们仍会在环境中存在很长时间。

建筑公司NCC的工业博士生RobertFurén参与了这项研究，尤其是因为生物过滤设施的运营和维护将变得越来越重要，因为随着新的城市发展计划的制定，这种处理设施的数量将会增加。

“如今，生物过滤设施的顶层在维护期间会被更换，以恢复渗透率并降低污染物泄漏的风险。我们的研究表明，从长远来看，仅仅去除顶层是不够的，因为存在更易溶解的有机物质，例如某些PFAS。结果表明，以安全的方式从生物过滤设施中沉积沙子和土壤层非常重要，”Furén说。

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