这包括地表水、河流、湖泊、蓝藻的净化，农村地下水的净化，城市供水厂的深度净化，家用中央净水系统的预过滤，家庭直饮水的净化，以及瓶装水和桶装水的净化。

活性炭因其发达的孔隙结构和强大的吸附能力，已成为饮用水处理的核心材料，尤其在应对地表水污染、突发性污染事件以及提升终端水质方面效果显著。以下将详细阐述活性炭在饮用水领域的主要应用环节：

活性炭去除全氟/多氟烷基物质的原理

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类人工合成的有机含氟化学品，其碳—氢键中的全部或部分氢原子已被氟原子取代，并在分子两端连接不同的官能团。根据官能团的类型不同，主要可分为全氟烷基羧酸、全氟烷基磺酸、全氟烷基膦酸、全氟聚醚、含氟改性多元醇以及全氟磺酸盐等，其一般结构式为CnF2n+1–R[3]。这类物质具有疏水疏油、耐高温以及降低水的表面张力等特性，广泛应用于皮革、纺织、造纸、农药、防火材料、润滑剂、涂料、个人护理产品等领域，因此被誉为“永久性化学品”。

关于全氟/多氟烷基物质（PFAS）的健康与环境影响的研究始于20世纪50年代。直到21世纪，美国环境保护署才正式承认其对健康的危害。2019年3月11日，中国生态环境部与国家市场监督管理总局发布规定，除经批准的特定用途外，禁止生产、流通、使用以及进出口全氟辛烷磺酸及其盐类和全氟辛基磺酰氟。2021年6月，美国提出《化妆品中禁用全氟烷基物质法案》。

自2025年起，美国加利福尼亚州和纽约州已开始禁止销售含全氟/多氟烷基物质（PFAS）的服装。PFAS污染的一个重要来源是废水处理与垃圾填埋；由于其化学性质极为稳定，难以发生光解、水解、生物降解以及被动物代谢，因而对生态环境构成严重威胁。食品、饮用水、室内灰尘以及室内外空气，是普通人群接触PFAS的主要途径之一。PFAS会损害免疫系统、生殖与发育系统、肝脏、肾脏、胰腺等器官的健康，并与癌症的发生相关。消费者往往难以仅凭化妆品的成分表判断其中是否含有氟化化合物，因此应尽量避免使用或限制长期使用那些持久性过强、防水且难以卸除的彩妆产品。

活性炭（GAC/PAC）通过物理吸附和化学相互作用捕获全氟/多氟烷基物质。其核心机制包括：

1. 物理吸附——孔结构：活性炭的多孔表面（微孔、介孔）通过范德华力吸附全氟/多氟烷基物质分子。由于长链全氟/多氟烷基物质（如PFOS、PFOA）具有更强的疏水性，因此更易被吸附。

2. 化学相互作用——静电相互作用：全氟/多氟烷基物质带有负电荷（如磺酸基、羧酸基），而活性炭的表面电荷可通过离子交换或氢键作用增强吸附。氟亲和性：某些改性活性炭（如氟化活性炭）可通过氟—氟相互作用选择性吸附短链全氟/多氟烷基物质。

全氟/多氟烷基物质治理的局限性：

活性炭对长链全氟/多氟烷基物质（如PFOS）具有较强的吸附效果，但对短链全氟/多氟烷基物质（如GenX）则需要采用更高剂量或进行改性处理（如负载金属氧化物）。水中的天然有机物会与PFAS竞争活性炭的孔隙，从而降低其吸附效率。

美国环境保护署建议采用“活性炭+反渗透”联合工艺（例如纽约州胡西克福尔斯项目）。

再生问题：废活性炭需在高温下（>800℃）进行再生，但全氟/多氟烷基物质可能无法完全分解，存在二次污染风险。