被稱為「永久性化學物質」的 PFAS 污染,近年已成全球迫切的環境與公共衛生議題之一。儘管 PFAS 污染普遍且持續,現行的去除技術常面臨吸附速度慢、處理量有限或成本高昂等瓶頸,部分方法還會產生需要額外處理的二次廢棄物。面對日益嚴峻的飲用水挑戰,全球迫切需要更快速且可規模化的淨水方案。
根據 Interesting Engineering 報導,全氟/多氟烷基物質(PFAS)因具有高度穩定性,廣泛用於不沾塗層、防水衣物、食品包裝及消防泡沫。然而,其極難自然分解,會在環境中長期累積,最終進入河川、湖泊與地下水,並透過飲用水進入人體。目前研究已在土壤、魚類或海鮮與人類等血液或內臟中偵測到其存在,引發對免疫干擾、胎兒和嬰幼兒發育風險,以及某些癌症的憂慮。
在此背景下,一支研究團隊近期宣布開發出一種能在「數秒內」從水中去除 PFAS 的新材料,為水處理技術帶來突破。研究人員利用優化的尿素水解法製備出晶體型的 CuAl 層狀雙氫氧化物(layered double hydroxide, LDH),並在材料結構中插入弱鍵結的硝酸根離子。這項設計使其能與常見污染物全氟辛酸(PFOA)快速進行離子交換,從而達成極快速的吸附效果。
全氟辛酸(PFOA) 是受污染水源中最常見的 PFAS 化學物質之一。實驗結果則顯示,該材料對 PFOA 的捕捉量高達每克 1,702 毫克,屬目前報導中效率最高的材料之一。更重要的是,這項技術不需事先進行化學預處理,即能在中性水環境下運作,降低實際應用的複雜度。研究團隊也在連續流動的固定床系統中驗證其效能,展示其可望直接應用於淨水設備或大型污水處理流程。
研究人員表示,材料的層狀結構在多次再生循環後仍能維持吸附效率,是其重要優勢之一。再生能力是 PFAS 去除技術能否擴大應用的關鍵,而許多現有材料常因結構退化而降低效能。團隊指出,即使在使用天然水樣進行測試,新材料仍展現穩定表現,顯示其不僅適用於實驗室條件,也具備面對實際水質變異的能力。
然而,研究也指出再生階段仍存在挑戰,特別是如何有效破壞或處理過程中累積的氟殘留物。若無法改善,廢棄物管理仍可能造成後續環境負擔。儘管如此,研究團隊認為這項成果代表 PFAS 處理技術向前邁出關鍵一步,也展現層狀材料在污染治理領域的巨大潛力。
隨著全球對 PFAS 的監測與管制日漸嚴格,各國對高效淨水技術的需求將持續攀升。研究人員期望未來能進一步優化材料結構與再生流程,使其成為社區能負擔、可規模化、且環境負擔更低的長期解決方案。這項創新若能順利推進,未來將有機會為受 PFAS 污染困擾的地區帶來更快速、更潔淨且更可靠的飲用水安全保障。





