塑料及含氟材料的广泛应用，让全氟烷基物质(PFAS)这一“永久化学物”的污染问题愈发严峻。这类物质凭借强碳氟键形成稳定结构，难以自然降解，可通过水体、食物等途径在人体中长期累积，引发肝脏损伤、甲状腺功能异常、癌症风险升高等一系列健康问题，成为全球环保领域的重点治理对象。
美国环境保护署(EPA)已出台严苛标准，将饮用水中PFOA和PFOS的限值设定为4 ng/L，也让PFAS污染治理的技术突破与落地迫在眉睫。
近期，国际顶刊《ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY》(2026, 60,
1063−1072)刊发最新研究成果《Dissolved Organic Carbon Source Impact on Perfluoroalkyl
Substances Removal from Stormwater Using Activated Carbon and Ion Exchange
Resin》，由钱德勒·A·布朗、赵艺明等中外学者联合开展的这项研究，针对雨水处理场景中PFAS的去除难题展开系统探究，通过大量柱实验、吸附动力学建模及分子水平分析，深入验证了活性炭(AC)与离子交换树脂(IX)在PFAS去除中的性能差异，尤其明确了离子交换树脂在PFAS治理中的核心优势与工程应用价值，为实际水质净化工程提供了重要科学依据。
该研究聚焦雨水收集池中常见的秸秆、堆肥两类溶解性有机碳(DOC)来源，模拟自然水体复杂工况，全面分析了不同吸附剂单独及组合使用时的PFAS去除效果、使用寿命，以及DOC对吸附剂性能的影响规律。
1.吸附剂去除效率对比
研究通过“3000 个空床体积的累积质量去除量与吸附剂对比”直观呈现了不同吸附剂对 6 种 PFAS 的累积去除效果。
该图表横向对比了IX 单独使用、AC 预处理后 IX 使用、AC+IX 联用三种模式，纵向覆盖不同 DOC 配置下的短链、长链 PFAS
去除数据。
从图表数据可见，离子交换树脂在PFAS 治理中展现出多重显著优势：
其一，相较于活性炭，离子交换树脂对PFAS 具有更高的选择性，相同体积下的 PFAS 去除量显著更高;
其二，针对传统活性炭处理的短板—— 短链 PFAS(如 PFBA、PFBS)去除效率低，离子交换树脂表现突出，实验数据显示，经过 3000
个空床体积(EBV)处理后，IX 对 PFHxA 和 PFBS 的总去除量分别是 AC 的 1.3-1.8 倍和 2.2-2.4
倍，完美弥补了活性炭的处理缺陷;
其三，AC 与 IX 联用呈现明显的叠加效应，对 PFOA 和 PFOS 的总去除量几乎是单独使用 IX
的两倍，这一结果也为组合工艺设计提供了直接的数据支撑。
究其原因，离子交换树脂对PFAS
的高效去除，源于树脂上带电官能团的静电效应与聚合物主链疏水作用的协同作用，这一作用机制让其对不同链长、不同官能团的PFAS
均能实现有效捕获，而活性炭则主要依赖疏水作用，对短链低疏水性PFAS 的吸附能力自然受限。
2.离子交换树脂抗干扰性突出
自然水体中普遍存在的溶解性有机碳(DOC)，会与PFAS竞争吸附剂表面位点，是影响PFAS去除效果的关键干扰因素，而不同来源DOC的抑制作用存在显著差异。
该图清晰展示了无DOC、秸秆 DOC、堆肥 DOC 三种配置下，不同采样位置的 PFAS 累积去除量，直观反映了不同来源 DOC
对吸附剂性能的抑制程度。
研究表明，秸秆来源的DOC因可生物降解性高、分子质量小，易扩散至吸附材料孔隙造成堵塞，还会引发微生物过度繁殖导致的生物污损，对吸附剂的抑制作用远强于堆肥来源的DOC;而堆肥DOC因芳香性更强、分子量大，对PFAS去除的干扰相对较小。
即便在DOC 带来的复杂干扰下，离子交换树脂仍能保持稳定的去除效率：无 DOC 时 IX 对 PFHxA 和 PFOA 的去除率为 40%-55%，含
DOC 时虽有所下降，但仍能保持 24%-49% 的去除水平。
且经预处理去除17-18% 的 DOC
后，离子交换树脂与PFAS的吸附竞争进一步降低，吸附容量大幅提升，使用寿命显著延长，这一结论也为复杂水质下的PFAS治理明确了关键技术路径：活性炭预处理+离子交换树脂深度处理，可有效抵御水体中DOC的干扰，保障治理效果。
3.长期运行可靠性模拟验证
为验证吸附剂的长期工程运行效果，研究采用带延迟的一维对流-弥散颗粒内孔扩散模型，对PFAS去除过程进行模拟预测，模拟参数均来自三次重复柱实验，结果具有高度可靠性。
模型预测显示，在3 mg/L堆肥DOC和80 cm/h面流速的实际工况下，采用“50-100 cm活性炭预处理+12.5-50
cm离子交换树脂深度处理”的组合工艺，可实现约90,000个空床体积(约10年)的长期稳定去除，且PFOS突破浓度始终低于4
ng/L的EPA饮用水标准限值。
同时，模型还验证了流速对处理效果的影响：流速增加虽会加快PFAS穿透速度，但活性炭的穿透率增幅远大于离子交换树脂，表明离子交换树脂在较高流速下的吸附动力学限制更小，对实际工程中流量波动的适应性更强。
此外，模型能有效捕捉进水浓度波动引发的穿透波动，对PFAS去除行为的保守预测，进一步保障了工业工艺设计的安全性与可靠性。
4.科海思离子交换树脂筑牢 PFAS 治理防线
此次顶刊研究从实验数据、动力学建模、工程模拟多维度，充分验证了离子交换树脂在PFAS治理中的核心价值：选择性高、短链PFAS去除效果优异、复杂水质抗干扰性强、长期运行稳定性佳，而这一研究结论与科海思PFAS专用去除离子交换树脂的技术优势高度契合。
科海思深耕环保技术革新十余载，敏锐洞察PFAS 治理的行业痛点，推出的 PFAS 专用离子交换树脂体系——Tulsimer® PFR-5235
N与Tulsimer® PFR-630 N。
针对复杂水质预处理环节，Tulsimer® PFR-5235
N树脂具备全链高选择性，可高效捕集长链、短链各类PFAS污染物，且采用高分子多孔结构设计，能有效抵御硫酸盐、氯化物、DOC等共存物质的干扰，降低结垢几率，再生容量大，适配工业废水、地表水等复杂水质的前置治理;
针对饮用水、高端工业用水等深度净化需求，Tulsimer® PFR-630
N树脂依托凝胶型季铵功能化基质与高选择性官能团设计，对短链PFAS展现出极强的捕获能力，能最大程度减少阴离子干扰，实现PFAS的极致去除，处理后水体PFAS残留量远低于4
ng/L的国标限值，运行能力强，可满足长期稳定净化需求。
随着国内环保政策对PFAS污染治理的持续加码，离子交换树脂凭借其高效性、选择性与稳定性，已成为PFAS治理的核心技术方案。科海思始终秉持“环保治理价值化”的理念，持续依托前沿科研成果深化技术创新，以定制化的离子交换树脂产品、全流程的治理方案，为各行各业提供高效、合规、可持续的PFAS治理解决方案，助力企业规避政策风险，守护生态环境与公众健康，为绿色可持续发展注入源源不断的技术动力。
*本文研究数据与结论均引用自《环境科学与技术》2026年刊发的《溶解性有机碳源对活性炭和离子交换树脂去除雨水中的全氟烷基物质的影响》一文，相关实验模型与工艺参数均来自该研究团队系列实验成果。
了解水处理工艺或案例详情
请扫描下方二维码
技术热线：400-838-8151
北京总部：
