介绍
美国专利商标局已授予TRS Group，Inc.（TRS）一项专利，用于土壤中的全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）的热处理（Oberle，D和E. Crownover，2020年）。 获得专利的工艺使用加热器来提高土壤温度，以解吸和挥发PFAS。 重要的是，目标温度足够高以降解土壤有机物，但仍然足够低以减轻形成潜在危险的PFAS副产物的风险。 随着土壤有机物的破坏，向土壤施加真空以通过挥发除去PFAS。 汽化的PFAS被送至蒸汽处理以进行进一步处理。
TRS专利与其他专利有何不同
TRS专利是唯一专门针对PFAS热处理的土壤加热专利。 其他热力供应商可能声称拥有“专利的PFAS处理”； 但是，所指的是获得专利的加热设备或工艺，而不是PFAS的处理。
PFAS强烈吸附到土壤
PFAS包括各种人为氟化物。 由于其特殊的表面张力特性，它们已被多个行业用于许多产品。 根据结构，PFAS可以是离子型，非离子型或两性离子型（Backe等人，2013）。 水性成膜泡沫（AFFF）是全世界PFAS污染的常见来源（Houtz，2013）。 AFFF通常由全氟烷基酸（PFAA）组成，全氟烷基酸具有疏水性碳氟化合物尾部和亲水性头部，通常由羧酸盐或磺酸盐官能团组成。 由于土壤中的有机物，碳骨架使PFAS通过范德华力附着在土壤上（Ferrey等，2012）。 此外，PFAS可能通过离子电荷与土壤相互作用（Lixia等，2014）。 PFAS的吸附能力很强。 例如，测试表明，用酒精冲洗溶剂无法破坏PFAS对碳的某些吸附键（Ziwen等，2014）。
TRS的专利工艺打破了吸附键并使土壤中的PFAS挥发
已经证明，在一定温度下进行低温热解吸可以从土壤中去除99.99％以上的PFAS（Crownover等人，2019）。 在360°C至450°C的温度范围内，土壤有机物会被有效降解（Nelson＆Sommers，1996）。 通过将土壤加热并保持在99.99°C的温度下，可去除PFAS超过400％。 当查看处理前后土壤的照片时，从土壤中去除有机物非常明显（见图1）。 图1：通过热处理去除有机材料之前和之后的土壤
TRS工艺可最大程度降低PFAS热击穿产品的潜力
有人担心加热PFAS会产生有毒的分解产物（美国环保局，2020年）。 碳与氟化物的化学键是有机化学中最强的键，需要非常高的温度才能断裂（Hurst，2019）。 研究表明，导致全氟化物分解通常需要超过400°C的温度（Madorsky等人，1953年; Marhevka，1982年; Muhammad，2017年）。 获得专利的TRS工艺通常在350至400°C的温度范围内运行，该温度低于预计会击穿产物的温度。 因此，TRS获得专利的PFAS工艺比在较高温度下运行的其他热处理（例如回转窑或类似炉膛的热处理）安全得多。
参考资料
Backe，WJ等人，水成膜中的两性离子，阳离子和阴离子氟化化学品
通过非水大体积注入从美国军事基地提取的泡沫配方和地下水
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2607‐2610（1982年XNUMX月）。
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–评论，危险材料杂志，第一卷。 274，443-454页（2014）。
