Dr. Öykü Mutlu Salmanlı – Doç. Dr. Kübra Ulucan Altuntaş – Dr. Ayşegül Derya Altınay – Tuğçe Akça – Prof. Dr. İsmail Koyuncu
Summary
Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a growing global concern in the management of drinking water, groundwater, and wastewater due to their persistence, resistance to biological degradation, and potential adverse health effects. PFAS-containing wastewaters, which originates from industrial processes, firefighting foams, and consumer products such as non-stick cookware, cannot be effectively treated by conventional methods. This review evaluates recent treatment approaches that consider the unique chemical and physical properties of PFAS. The study discusses in detail the performance variations, regeneration challenges, and concentrate management issues associated with physical separation techniques, such as adsorption and ion exchange (GAC/IX); the removal efficiency and limitations of membrane technologies; and the defluorination mechanisms and mineralization potential of advanced oxidation processes, including photocatalysis and cold atmospheric plasma. Furthermore, hybrid oxidation–separation processes and novel material design strategies for PFAS removal are examined in terms of their emerging opportunities. The literature indicates that, while physical separation processes achieve high removal efficiencies, they generate concentrated waste streams that require additional treatment. In contrast, oxidation-based methods can mineralize PFAS, but face limitations in energy demand and scalability.
In conclusion, developing highly efficient and sustainable PFAS removal technologies requires integrated, multistage hybrid systems, holistic management of concentrate streams, incorporation of low-cost, high-performance materials, and establishment of robust regulatory frameworks. This paper emphasizes the importance of advancing energy-efficient, sustainable, and multibarrier technologies for treating PFAS-contaminated water.
***
Özet
Su ve Atık Sulardan PFAS Gideriminde Güncel Yaklaşımlar
Per- ve polifloroalkil maddeler (PFAS), kalıcılıkları, biyolojik parçalanmaya dirençleri ve sağlık üzerindeki olası etkileri nedeniyle içme suyu, yeraltı suyu ve atık su yönetiminde küresel ölçekte artan bir endişe kaynağı hâline gelmiştir. Endüstriyel prosesler, yangın söndürme köpükleri ve teflon tavalara kadar çeşitli tüketici ürünlerinden kaynaklanan PFAS içeren atık sular konvansiyonel yöntemlerle etkin bir biçimde giderilememektedir. Bu derleme PFAS’ ların kimyasal ve fiziksel özelliklerini dikkate alarak geliştirilen güncel arıtma yaklaşımlarını değerlendirmektedir. Adsorpsiyon ve iyon değişimi (GAC/IX) gibi fiziksel ayırma yöntemlerinin performans farklılıkları, rejenerasyon ve konsantre yönetim problemleri; membran teknolojilerinin giderim performansları, sınırlılıkları; fotokataliz, soğuk atmosferik plazma gibi ileri oksidasyon proseslerinin deflorinasyon mekanizmaları ve mineralizasyon potansiyeli detaylı biçimde ele alınmıştır. Ayrıca PFAS gideriminde hibrit oksidasyon-ayırma gibi proses ve yeni nesil malzeme tasarım yaklaşımları ve sundukları fırsatlar tartışılmıştır. Fiziksel ayırma proseslerinin sağladıkları yüksek giderim verimlerinin yanında ilave arıtım ve yönetim gerektiren konsantre akımlar oluşturması buna karşın ileri oksidasyon temelli yöntemlerin PFAS’ı mineralize edebilmesine rağmen enerji ve ölçeklenebilirlik kısıtlarının olduğu literatür çalışmalarında görülmektedir.
Sonuç olarak, PFAS gideriminde yüksek verimli ve sürdürülebilir çözümler için kademeli hibrit sistemlerin kullanımı, konsantre akımların yönetiminin planlandığı bütünsel yaklaşımlar ve düşük maliyetli yüksek verimli malzemelerin entegrasyonu ve düzenleyici çerçeveler kritik bir araştırma alanı hâline gelmiştir. Bu yazıda PFAS içeren atık suların arıtımına yönelik çok aşamalı, enerji verimli ve sürdürülebilir teknolojilerin geliştirilmesinin önemi vurgulanmaktadır.
