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細菌吃不了，火燒不掉，埋進地里只會污染土壤 …… 這類物質到底要怎么處理？

撰文 | 栗子

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1938 年，一位名叫羅伊 · 布朗克（Roy J. Plunkett）的化學家，在新澤西州的一間實驗室研究用于冰箱的制冷劑，卻意外發現了一種新型材料——聚四氟乙烯。它耐高溫，能夠抵抗強酸、強堿或強氧化劑的腐蝕，且難溶于有機溶劑。

二戰期間，參與曼哈頓計劃的工程師們看中了它。聚四氟乙烯被涂在鈾濃縮廠的管道和閥門上，用來防御六氟化鈾（濃縮供料）的強腐蝕性攻擊，在原子彈的制造進程中發揮了作用。

戰爭結束后，聚四氟乙烯有了更加和平的用途：從 20 世紀 50 年代起，它作為不粘鍋的涂層，出現在普通人的生活中。而生產聚四氟乙烯制品的工廠，為避免聚合物結塊，大規模使用了一種名叫全氟辛酸（PFOA）的表面活性劑。

但隨著 PFOA 的應用越來越廣，人們漸漸意識到這種物質并不 " 和平 "。上世紀 90 年代后期，美國西弗吉尼亞州的一位農場主發現，自己養的奶?？偸遣幻髟虻厮廊?。這位農場主曾經將一片地賣給附近的杜邦工廠做垃圾填埋場，但他懷疑工廠的人不只是用那塊地來 " 填埋垃圾 "。

杜邦正是擁有聚四氟乙烯制造專利的公司，事實也證明，那座工廠多年來通過排水管向附近的俄亥俄河排放了上百噸 PFOA。當年，PFOA 的使用還沒有受到監管，農場主起訴杜邦的案件也以和解告終，但事件本身引起了關注，越來越多的人開始擔心 PFOA 對健康的危害。

近年已有研究將 PFOA 與腎癌、睪丸癌等疾病聯系在一起。雖然，作為加工助劑的 PFOA 可以被去除，未必會在最終的聚四氟乙烯產品中檢測出來，但工廠排放到環境里的 PFOA 很難被分解，進入人體內也能長期存在，令人無法忽視。

如今，PFOA 已經退出不粘鍋和許多其他產品的制造過程，生產 PFOA 的廠商多已停產。不過，像 PFOA 這樣難以降解的全氟或多氟烷基物質（PFAS）多達數千種，幾乎無處不在。它們被稱作" 永久的化學物質 "，正在我們的身體里不斷累積。

到底有多危險？

全氟或多氟烷基物質（PFAS）中，含有豐富的碳 - 氟鍵，這種短而強有力的化學鍵，是它們難以被分解的主要原因。于是，在制造需要耐熱、防水、防油或防污的商品時，常常會用到它們。比如防曬霜、食品包裝紙、智能手機 …… 各種各樣的產品制造中都可能用到 PFAS。

假如 PFAS 對身體造成傷害，首當其沖的大概是工人。2012 年，埃默里大學的科學家對西弗吉尼亞州杜邦工廠里那些與全氟辛烷（PFOA）為伴的工人進行了調查。結果發現，日常接觸 PFOA 的工人死于間皮瘤（mesothelioma）和慢性腎病的概率，比其他杜邦工廠的工人高出大約兩倍。拋開死亡率，這些工人患上腎癌和其他腎病的風險也明顯高于其他工人。

除了工人之外，工廠排污還會影響在當地用水的人和牲畜。2013 年，有一組研究者走訪了 1952-2011 年之間曾經在那座工廠附近的俄亥俄河谷中部地區生活的居民，他們使用的水源受到 PFOA 的污染。結果發現，血清中 PFOA 濃度較高的人們，腎癌和睪丸癌發生的概率也偏高。

當然，危險的全氟 / 多氟烷基物質不止這一種。比如，全氟辛烷磺酸（PFOS）曾經也是一種隨處可見的表面活性劑，人們用它給地毯做防污噴霧，還用它來制造消防泡沫——不少用途都與 PFOA 有重疊。過往的一些研究顯示了 PFOS 與甲狀腺疾病、慢性腎病，以及孕婦先兆子癇之間的聯系；本月又有一項新研究表明，血液中 PFOS 含量排在前 10% 的人群，患上肝細胞癌的概率是普通人的 4.5 倍。

消防員（圖片來源：Unsplash）

2021 年，羅格斯大學的科學家發現，消防員血液中有 9 種 PFAS 的含量比普通人高。他們體內的 PFAS 可能來自滅火泡沫和防護服。國際癌癥研究機構將消防員列為致癌職業，雖然引發消防員癌癥的主要因素可能是在火場吸入煙塵或暴露于有害化學品，但 PFAS 也不容輕視。國際消防員協會在今年 8 月剛剛建議消防員：只有在絕對必要時才穿戴消防裝備。今年早些時候，還有幾十位美國消防員起訴防護裝備制造商，質疑其中的 PFAS 導致了自己的健康問題，有些是癌癥，有些是其他疾病。

或許，更多的人既沒有從事需要特別接觸 PFAS 的職業，也沒有住在大量排放 PFAS 污染物的化工廠附近。但這些 " 永久的化學物質 " 已經在環境里累積了幾十年，如今體內不含 PFAS 的地球人可能已經不多了。既然大家都有，人們更關心的是多與少的問題。

青藏高原的雨水也不能喝？

隨著人類對 PFAS 毒性的認知不斷刷新，人們對 PFAS 的容忍度也越來越低。過去 20 年間，飲用水、地表水和土壤中 PAFS 的安全濃度上限在急劇下降，就拿全氟辛酸（PFOA）舉例：

2002 年，美國西弗吉尼亞州發布的飲用水 PFOA 安全含量為150000 納克 / 升。2016 年，美國國家環境保護局將飲用水中 PFOA 和 PFOS 的總濃度上限設定在70 納克 / 升。今年 6 月，美國環保局發表了新公告，將終身飲用水的 PFOA 安全濃度定為0.004 納克 / 升。

一面是安全標準越來越嚴，一面是環境中的 PFAS 濃度難以滿足標準。今年 8 月，斯德哥爾摩大學和蘇黎世聯邦理工學院科學家發表的一篇文章，列舉了世界不同地區雨水中的 PFOA 含量。數據顯示，從青藏高原采集的雨水 PFOA 濃度最低，但仍然有 0.055 納克 / 升，比 0.004 納克 / 升高出十幾倍。假如按照美國環保局的最新指南，可能世界上就沒有哪個地方的雨水可以安全飲用了。

下雨（圖片來源：Unsplash）

而在我國，北京大學的一支研究團隊依據飲用水 PFOA/PFOS 含量與人體血液中 PFOA/PFOS 濃度的關系，在 2019 年給出了一份飲用水建議值：PFOA 不超過 85 納克 / 升，PFOS 不超過 47 納克 / 升。這和美國環保局 2016 年提供的安全標準更加接近。

2021 年，清華大學研究團隊發表的一項回顧性研究，整合了國內城市 55 座城市的 526 個飲用水樣本數據，發現華東和西南地區的居民暴露于 PFAS 的風險偏高。其中一些城市的飲用水 PFOA 濃度超過 100 納克 / 升；而在某些氟化物制造工廠附近提取的飲用水，PFOA 濃度甚至超過 3000 納克 / 升。

還能怎么辦？

不論如何，我們都很難避免這些 " 永久的化學物質 " 進入人體。有些科學家機智地想到，定期獻血的人應該有機會排除血液中的一部分 PFAS。

今年 4 月發表的一項研究中，科學家在澳大利亞招募了 285 位消防員，也就是經常暴露于 PFAS 的人士，進行了為期一年的實驗。研究者把這些消防員隨機分成三組，一組每 6 周捐獻一次血漿（共 9 次），二組每 12 周捐獻一次全血（共 5 次），三組為對照組，什么也不捐。

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結果發現，捐獻全血和血漿都可以讓血清中的 PFAS 含量顯著下降。實驗結束后，全血捐獻者的血清 PFAS 水平降低了 10%；而血漿捐獻者的血清 PFAS 水平降低了 30%。而對照組消防員的血清 PFAS 濃度沒有發生明顯的變化。

聽上去，這是一種免費好用的 " 排毒 " 方法，但也不是所有人都適合獻血。那么，還是需要從源頭避免將 PFAS 吃進體內。只把它們從水中過濾出去是不夠的，如果沒有妥善的降解方案，PFAS 終究會回到環境當中。

既然被稱作 " 永久的化學物質 "，PFAS 現有的降解條件十分苛刻。比如，在極端高溫和高壓之下，它們會被分解，但這樣的方式非常耗能且昂貴。不過今年 8 月，美國西北大學的科學家們找到了一種能在更溫和的條件下分解 PFAS的新方法。

面對全氟羧酸（PFCA）時，研究者并不急于破壞那些強勁的碳 - 氟鍵，而是盯上了分子一端的含氧基團。將 PFCA 放進 120 ℃的二甲基亞砜（DMSO）與水的混合溶劑中加熱，在氫氧化鈉存在的情況下，PFCA 便會發生脫羧反應，就像 " 斬首 "。在那之后，氟原子會一個一個從分子上掙脫出來，形成氟離子——科學家說，這是氟元素最安全的存在形式。

反應的產物除了無機氟化物之外，就是一些有機小分子，那些 " 永久 " 的污染物消失了。科學家把研究成果發表在了《科學》雜志。當然，這還沒到終點，全氟羧酸只是 PFAS 中的一個大類（PFOA 屬于此類），接下來科學家還要繼續解決其他類別的 PFAS。