全氟烷基和多氟烷基物质 (PFAS) 在地下具有迁移性，对自然降解过程具有很强的抵抗力，因此土壤污染源区可能是地下水污染的持续来源。目前，国家层面尚未颁布任何 PFAS 的土壤标准，但少数州已针对特定化合物颁布了土壤标准。为保护地下水而颁布的土壤标准在 ppb 的个位数范围内，这对土壤影响的阈值非常低。成熟的土壤处理技术仅限于覆盖和挖掘，并进行焚烧或处理。在有限的场地采用了吸附性修复材料来稳定土壤和土壤淋洗。目前，还没有原位破坏性土壤修复技术得到全面验证。
简 介
PFAS 是一类高氟化合物，包括全氟辛烷磺酸 (PFOS)、全氟辛酸 (PFOA) 和许多其他化合物，具有多种工业和消费用途。这些化合物通常极难处理，而迁移性较强的化合物在地下水系统中通常会造成问题。美国环保局发布了终生饮用水健康建议，规定两种常见且难处理的全氟辛烷磺酸（PFSA）和全氟羧酸（PFCA）的合计浓度为 70 纳克/升。虽然最早在地下水中检测到这些化合物的许多场地都是生产场所，但最近检测到的一些化合物则是与水成膜泡沫 (AFFF) 相关的消防培训活动造成的。AFFF 是美国国防部对含有 PFAS 的 B 类消防泡沫的指定，需要用于扑灭涉及石油液体的火灾。消防训练区和其他在地表释放 AFFF 的源区有可能成为地下水的持续污染源。尽管已经计算并公布了全氟丁烷磺酸 (PFBS) 的区域筛选值 (RSL)，并且有数据可用于计算全氟辛烷磺酸 (PFOA) 和全氟辛烷磺酸 (PFOS) 的 RSL，但美国环保局尚未颁布国家土壤修复标准。一些州颁布了保护地下水的土壤浓度标准或筛选值，这些标准或水平比直接皮肤接触标准低几个数量级。这些个位数 ppb 的标准可能会推动未来在 PFAS 污染源地区采取修复措施。目前，由于缺乏联邦颁布的标准以及未来标准的不确定性，导致在施工或调查活动产生土壤的场地上临时堆放受 PFAS 影响的土壤。
处理土壤中的难降解污染物的传统方法是阻隔/加盖，或挖掘后进行场外处置或处理，通常采用焚烧法。在某些地方，阻隔/加盖可能是一种可接受的PFAS 解决方案。不过，考虑到工程填埋场的排放历史以及对使用含有被封盖土壤的土地的限制，阻隔/封盖并不理想。对于土壤中的 PFAS，创新但不太成熟的处理方法包括使用修复材料稳定土壤、土壤淋洗和低温热解吸。
对受 PFAS 影响的土壤进行挖掘和异地处置或处理是唯一一种成熟的处理技术方案，对于少量土壤，例如在调查活动中产生的土壤（即调查产生废物，IDW），该方案是可以接受的。大多数州都允许在无害垃圾填埋场进行处理。不过，一些垃圾填埋场运营商选择限制接收含有 PFAS 的废物和土壤，以防将来承担责任。此外，美国环保局和一些州正在考虑或已经将 PFOA 和 PFOS 指定为有害物质，这将减少允许处理受 PFAS 污染土壤的设施数量。处理挖掘出的土壤通常采用焚烧或其他高温热处理方法。最近有关 PFAS 在焚化炉中燃烧不完全的负面报道导致一些州禁止在某些情况下焚烧 PFAS。已制造出各种用于吸附 PFAS 的修复材料，以减少土壤中的沥滤。虽然这是一种非破坏性方法，但稳定化可减少来自污染源区域的污染物质通量，或允许将土壤放入垃圾填埋场，从而降低沥滤的可能性。修复材料通过疏水和静电作用吸附 PFAS，并通过原位土壤混合或异位稳定的方式应用于土壤（图 1）。修复材料的效果因现场条件、存在的 PFAS 类型和混合条件而异。各种阳离子粘土（天然或化学改性）和沸石在小试试验和现场试验中均取得了良好的效果。小试试验表明，活性炭吸附剂可降低土壤中 PFAS 的浸出率。针对PFAS开发了几种商业产品，包括Fluoro-Sorb® 和 RemBind™，后者结合了粘土的阳离子交换结合能力、有机材料的疏水吸附和范德华吸附，以及氢氧化铝的静电相互作用，形成了一种高效的土壤稳定剂。在异地应用中，这种材料以 1% 到 5% 的重量比混入土壤中，经证明可降低 99% 以上的沥滤性。
图 1. 澳大利亚一个军事基地的工程规模 PFAS 污染土壤稳定化项目
焚化： 焚化是一种成熟的有机物销毁技术，包括受 PFAS 影响的土壤。焚化一般指高温（>1,100°C）热销毁废物，而 PFAS 被认为会在高温下矿化。一般来说，焚化炉通过温度高达 1,400°C 的热氧化来处理废气，并可通过冷凝和湿法洗涤来捕获气化的燃烧产物。一些监管官员对这些焚化炉废气中可能排放的PFAS表示担忧，尚未发现任何公开发表的证据表明焚化炉中多种 PFAS 完全矿化。一般来说，焚化的设计目的是提供 “5 个 9 的销毁率”--销毁 99.999% 的污染物，尽管焚化炉的设计并不是专门按照这一标准处理 PFAS 的。在缺乏经批准的行业标准测试方法的情况下，美国环保局正在制定废气/烟囱测试程序，以检测被认为有害的 PFAS 水平。热脱附：在阿拉斯加和澳大利亚，利用温度高达 815°C 的回转窑和温度高达 1200°C 的废气处理系统，或在其他情况下利用温度较低的分批进料系统（图 2），对土壤中的 PFAS 进行热解吸。在这些温度下，一些 PFAS 会矿化，释放出必须在废气处理系统中捕获的氟。有些 PFAS 在这些温度下不会被破坏，因此必须在废气处理系统中捕获。已进行的几项小试试验确定了解吸的最低有效温度为 350°C 至 400°C。美国国防部在俄勒冈州进行了一次实地现场规模的示范，在 400°C 的温度下进行了为期数天的异位热解吸，PFAS 被捕获到气相活性炭上，随后在场外进行焚烧。美国国防部还资助了另外两个现场规模的热解吸附中试项目（一个是原位，另一个是异位），以证明污染源区土壤可以加热到所需的 350°C，并保持适当的时间以完全解吸和捕获 PFAS。
图 2. 用于处理受 PFAS 影响的土壤的便携式红外线热处理装置
土壤淋洗已在一些中试项目和澳大利亚的一个工程实施项目中应用于 PFAS（图 3）。这种方法需要一个大型工程设施来处理产生的各种液体和固体废物流。土壤淋洗不太适合富含粘土的土壤，因为在这种土壤中，颗粒会聚集在一起，难以防止或减轻。需要依靠传统的水处理技术，如颗粒活性炭 (GAC) 或离子交换，对淋洗废水进行处理。此外，在某些情况下还会产生絮凝污泥，需要进行处理或异地处置。目前，唯一一个工程规模土壤清洗项目是在澳大利亚，一家供应商已经建造并正在运营一个价值 1000 万澳元的处理设施，主要用于处理澳大利亚国防设施修复行动中产生的土壤。由于缺乏具有成本效益的土壤处理技术，澳大利亚的一些设施正在储存土壤。据供应商称，该系统不产生固体废物，而是将固体回馈到处理工艺的前端，以进一步去除 PFAS。
图 3. 澳大利亚受 PFAS 影响土壤的工程规模淋洗设施
结 论
目前已有几种成熟的修复技术被用于解决受 PFAS 污染的土壤问题。遗憾的是，现有的技术都不理想，有些技术虽然降低了沥滤性，但受 PFAS 影响的土壤仍留在原地，而另一些技术虽然能破坏污染物，但需要投入大量能源，成本也很高。
