全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一种持久性和生物累积性污染物，易在土壤中积累，对环境和人类健康构成威胁。目前的PFAS降解工艺通常存在效率低、能耗和水耗高或缺乏通用性等问题。我们开发了一种快速电热矿化（REM）工艺来修复受PFAS污染的土壤。以环境兼容的生物炭作为导电添加剂，通过电流脉冲输入，土壤温度在数秒内升高到1000°C以上，将PFAS转化为土壤中固有钙化合物的氟化钙。该工艺适用于修复土壤中的各种PFAS污染物，具有较高的去除效率（>99%）和矿化（>90%）。在保持土壤粒径、成分、水渗透率和阳离子交换容量的同时，REM有助于增加土壤中可交换养分的供应和节肢动物的存活率，使其优于耗时且严重降低土壤性质的热处理方法。生命周期评估和技术经济分析表明，与现有的土壤修复实践相比，快速电热矿化是一种环境友好且经济的PFAS降解工艺，可显著降低能源消耗、温室气体排放、水消耗和运营成本。

该工作的共同第一作者为莱斯大学博士后程熠、清华大学邓兵，共同通讯作者为清华大学邓兵、科尔班大学赵玉峰教授和莱斯大学James Tour教授。

文献信息：Yi Cheng#, Bing Deng#,*, Phelecia Scotland, Lucas Eddy, Arman Hassan, Bo Wang, Karla J. Silva, Bowen Li, Kevin M. Wyss, Mine G. Ucak-Astarlioglu, Jinhang Chen, Qiming Liu, Tengda Si, Shichen Xu, Xiaodong Gao, Debadrita Jana, Mark Albert Torres, Michael S. Wong, Boris I. Yakobson, Khalil JeBailey, Debadrita Jana, Mark Albert Torres, Michael S. Wong, Boris I. Yakobson, Christopher Griggs, Matthew A. McCary, Yufeng Zhao,* James M. Tour,* Remediation of per- and polyfluoroalkyl substances in soil by rapid electrothermal mineralization, Nature Commun. 2024, 15, 6117.

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-49809-6