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空气-水界面在去除饮用水中 PFAS 方面的贡献:吸附、稳定性、相互作用和机器学习研究
Water Research ( IF 11.4 ) Pub Date : 2023-04-07 , DOI: 10.1016/j.watres.2023.119947
Shideng Yuan 1 , Xueyu Wang 1 , Zhaoli Jiang 1 , Heng Zhang 1 , Shiling Yuan 1
Affiliation
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作为一类人工合成的持久性有机污染物,饮用水中全氟烷基物质和多氟烷基物质(PFAS)的污染引起了广泛关注。曝气已被证实可以增强活性炭 (AC) 去除饮用水中 PFAS 的效果。然而,空气-水界面在去除 PFAS 方面的贡献尚未在分子水平上得到充分了解。在这项工作中,采用分子动力学(MD)模拟来研究纳米气泡在去除水环境中的 PFAS 中的作用。结果表明,空气-水界面的自由能比主体水区域的自由能低约3-7 kcal mol,这表明从角度来看,PFAS从水相到空气-水界面的转化是有利的热力学。 PFAS的界面-水分配系数()顺序为PFOS>PFOA>PFHxS>PFBS。在空气-水-AC三相界面上,PFBS不仅可以沿着界面区域移动,而且可以离开界面区域进入水相,而PFOS倾向于沿着界面区域移动直到被AC捕获。最后,开发了定量结构-活性关系(QSAR)模型来预测水生系统中通气增强的 PFAS 去除效率。所提出的机制促进了人们对空气-水界面在活性炭去除饮用水中 PFAS 方面的贡献的理解。
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