致力于改进和简化PFAS如何通过地面流动的模型的研究人员

随着越来越多的社区被迫面对地下水中的PFAS污染，解决这组有害化学物质的一个关键障碍在于弄清楚它们如何穿过称为非饱和区的环境区域——土壤、岩石和夹在地表和下方地下水位之间的水。

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员进行的一项新研究提供了一种简化的新方法来理解PFAS通过该区域的运动。

PFAS是全氟烷基和多氟烷基物质的缩写。几十年来，这种合成化学品已被用于从不粘炊具到灭火泡沫等各种产品。一些PFAS化学品与健康风险有关，可以无限期地存在于环境中。模拟它们通过非饱和区(也称为渗流区)的流动非常重要，因为这些化学物质可以在那里停留数年或数十年，同时缓慢渗入许多社区用来提供饮用水的含水层。

不幸的是，对于那些负责这项工作的人来说，不饱和区的复杂性和PFAS化学品本身的分子结构使这项关键工作成为一项相当大的挑战。

威斯康星大学麦迪逊分校地球科学系研究生、该研究的主要作者WillGnesda说：“非饱和区非常复杂，因为空气、谷物和水一直在动态移动。”

“对于所有类型的污染物来说，了解非饱和区的工作原理一直是一个大问题，”Gnesda说。“但PFAS增加了另一层复杂性。”

这在很大程度上是因为PFAS分子被吸引到空气和水之间的边界。

“非饱和区充满了这些边界，”格内斯达说。

由于这些原因，模拟PFAS通过非饱和区的运动传统上需要大量的猜测和巨大的计算能力。Gnesda在地球科学教授ChristopherZahasky的实验室工作，他正在努力改进并简化这项建模工作。

通过一系列实验室观察和计算，格内斯达和他的同事们已经建立了一个简化的框架，有望减少模拟PFAS在地面上运动所需的计算能力和时间。该框架可以应用于特定地点——这是使其对试图预测PFAS污染如何影响地质独特环境中的当地水库的公用事业和环境顾问有用的一个重要因素。

这项工作最近发表在《环境科学与技术》杂志上。

研究人员将他们的建模框架应用于莱茵兰德附近的一个真实世界的地点，莱茵兰德是威斯康星州诺斯伍德市一个约有8,000人的城市，2019年发现那里的两口市政水井被PFAS污染。对该地点的地质情况进行了广泛研究，为团队提供了有用的信息用于测试建模框架的数据。

他们发现，有几个因素对有害的PFAS化学物质在流入地下水位之前在地下的位置和时间有重大影响。这些因素包括地点岩石中有机碳的数量和位置、砾石的数量以及土壤和岩石的孔隙率。

虽然研究指出了一种更容易获得的方法来模拟PFAS在地下的流动，但需要进行更多的分析来完善和验证该框架。这是Zahask领导的一个新合作项目的重点。该项目的工作正在进行中，因为Gnesda和他的同事试图在PFAS分子流经威斯康星大学麦迪逊校区实验室的模拟非饱和区和含水层时对其进行追踪。

Gnesda说：“我们将看看我们的理论与实验室的联系有多好。”他希望这些实验能够进一步完善建模框架，以便它们最终可以应用于更多的真实场景。