這種致癌毒物一旦造出來幾乎永生不滅，如今已遍布全球

大家對白色污染的危害早已耳熟能詳，但是有一類日常生活中的化學品的危害，卻並未得到人們的重視。

這種化學品，一旦生產出來便無法在自然界中分解，因此被美國化學學會稱為「永生的分子」。這類化學物質被發現與癌症以及免疫力下降有關，它不僅存在於你我的家中，更已經滲入自然界的幾乎每一個角落。

本文轉載自公眾號「把科學帶回家」

來源 美國化學學會

編譯 七君

來自冷戰的最強單鍵

一切始於曼哈頓計劃。

40 年代，美國政府正在緊鑼密鼓地進行與前蘇聯備戰有關的科研活動。在鈾同位素分離研究中，一位叫做 Joseph H. Simons 的化學家將黃綠色的有毒氣體氟氣通過了一個碳弧。就這樣，他創造出了幾乎無法被破壞的碳－氟鍵（C-F 鍵），化學品PFAS（全氟/多氟烷基化合物）就這樣誕生了。

@Australian Department of Defence

不久後，跨國公司 3M 買下了 Simons 的專利，並聘用了曼哈頓計劃的科學家進行進一步的研究。

PFAS 是自然界不存在的人造物。目前世界上有 3000～5000 種 PFAS，它們有時也被稱為 PFC、FC，或者碳氟化合物。

在這些 PFAS 中，受到最多研究的是PFOS（全氟辛烷磺酸，3M家的 Scotchgard 曾經的主要成分，用於為傢具、地毯和織物防水），PFOA（全氟辛酸，特富龍不粘鍋的主要材料），還有PFBS（全氟丁烷磺酸，Scotchgard 的新配方）。

從50年代起，3M 公司就開始用 PFAS 製造 Scotchgard，後來它把 PFAS 賣給製造特富龍、防油食品包裝（90 年代金拱門曾經用含有 PFAS 的防油包裝紙包裹土豆餅，但該企業表示現在他們的包裝並不含有 PFAS）、防火泡沫或是戶外用品的公司。

永生的分子

PFAS 的商業價值在於這類化合物的獨特化學性質。

PFAS 擁有世界上最難破壞的單鍵——C-F 鍵，但這同時也讓它們成為最難去除的物質，理論上需要 1000 攝氏度以上的高溫才能使 C-F 鍵斷裂，因此 PFAS 不會在自然界分解，一旦進入環境，就會永遠存在。克拉克森大學的化學家 Selma Mededovic Thagard 表示：「C-F 鍵哪怕在等離子體里也會繼續存在。」

這就是為什麼，PFAS 被美國化學學會稱為「永生的分子」（forever chemical）。早有研究發現，大多數人體內都存在 PFAS，它們還會在人體內不斷累積，要等它們被人體排出，則可能需要數年。

根據美國疾病控制與預防中心下屬毒性物質及疾病登記署（ATDSR）的報告，PFOS 在人體內的半衰期為 5.4 年，也就是要等 5.4 年，人體內才有一半的 PFOS 消失；而 PFOA 的半衰期為 8 年，PFBS 則為 30 天；妊娠和分娩可以加速人體排出 PFAS，但這是因為 PFAS 被轉移到了胎兒或嬰兒體內。

美國疾病控制與預防中心下屬毒性物質及疾病登記署（ATDSR）的報告檢索地址：www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp200.pdf

更可怕的是，即使被人體排出，它們也不會在自然界中消失。

美國化學學會表示，常被用於製造不粘鍋和防水防油日用品的 PFAS 已在美國以及世界上其他地方的飲用水裡被檢出。科學家們還在生物固體（污水處理後的污泥，可用於種菜施肥）還有羽衣甘藍等蔬菜中檢測出 PFAS。

2001 年，密歇根州立大學的動物學家 John Giesy 和同事的研究發現，不少遠離人類的野生動物，如北極熊、王鮭、白頭海雕的體內都發現了 PFOS。（DOI :10.1021/es001834k）

3M 的癌症警告

但是，PFAS 的危害不僅在於它們的長壽。

在人體內，PFAS 主要在肝臟、腎臟和血液里聚集，它們會與血液中的白蛋白以及其他蛋白質結合。

美國疾病控制與預防中心（CDC）的一份 852 頁的報告指出，PFAS 與免疫反應下降有關。這份報告還詳細描述了 PFAS 毒性的生物機制——PFAS 阻止細胞相互溝通。

細胞間的溝通受阻會發生什麼事？

有不少研究發現，PFAS（包括 PFOA 和 PFOS）不僅與免疫力下降，還有癌症相關。PFAS 的致癌機制就是通過阻礙細胞間的通訊實現的。一旦細胞間無法正常聯絡，免疫活動就無法奏效，因為免疫細胞無法識別哪些是腫瘤。

美國衛生研究院（NIH）的毒理學部門主任 Linda Birnbaum 也表示，雖然大多數 PFAS 並沒有得到研究，但是有證據證明所有被研究的 PFAS 均表現出了毒性。

正是這些研究，推動 3M 的本部所在地——明尼蘇達州的衛生部門對 3M 公司開展了司法行動。

明尼蘇達州檢察長 Lori Swanson 多年來一直在籌備控告 3M 公司的案子，她調查了 3M 公司的內部文件和公共衛生數據。2017 年 11 月，她指出，3M 在明州科蒂奇格羅夫市（Cottage Grove）的工廠附近的一些癌症發病率上升，其中包括前列腺癌、膀胱癌、乳腺癌，還有一些主要影響兒童的癌症。

明尼蘇達法庭呈堂資料顯示，杜邦公司曾經從 3M 公司購買 PFAS 用於製造特富龍（不粘鍋的材料）。

而在 1997 年，在 3M 發送給杜邦公司的常規數據表裡出現了一個令人觸目驚心的變化，數據表上寫著：「癌症警告：包含可能導致癌症的物質。」該警告引用了 3M 公司和杜邦公司在 1983 年和 1993 年的幾項共同研究，不過這個警告很快就消失了。

3M 公司的一些科學家也坐不住了。1998 年，他們要求公司向美國環保署（EPA）披露大多數人的血液里發現 PFAS 的事實。

根據彭博社報道，在一封辭職信中，曾經為 3M 工作的科學家 Richard Purdy 寫道：PFOS「是PCB（多氯聯苯）出現以來最陰險的污染物。」PCB 曾被廣泛用於電氣產品，後來在 1978 年被禁，並在 2013 年被歸為致癌物質。

就連曾經擔任 3M 顧問的密歇根大學退休動物學家 John Giesy 也表示：PFOS「是我見過的最強的致癌物。」

哈佛大學公共衛生學院的環境衛生學家 Philippe Grandjean 指出，1975 年的一項研究發現，大部分美國人的血液里都被檢出 PFOS；1993 年的一項研究則發現哺乳期的山羊會把 PFOS 傳遞給後代，90 年代的另外一項研究則發現 3M 自家員工的免疫系統被發現功能異常；可是，3M 曾經阻撓與 PFAS 的健康危害相關的研究的發表，也就是說公眾在幾十年里一無所知。

加州大學伯克利分校自然資源學院院長、農業與經濟學教授 David Sunding 也有相同的意見：PFAS 影響人類健康的「證據確鑿」。

他給出的理由是，2006 年美國政府安裝的過濾設備有效降低了 PFAS 在飲用水中的含量，而之後出生時低體重兒及早產兒的發病率就下降了。

最後，3M 公司以 8.5 億美金的和解金了結了此案，但拒絕承認有錯。

杜邦公司也遭遇了和 3M 公司類似的官司，因為 3M 停售長鏈 PFAS （超過 8 個 F-C 鍵的 PFAS）後，杜邦開始製造自己的 PFOA。

後來的一項名為 C-8 Medical Monitoring Program 的監控項目對杜邦在西弗吉尼亞州的工廠附近的 7 萬人進行了健康評估。該項目發現 PFOA 至少和 6 種疾病有關，包括潰瘍性結腸炎、睾丸癌。最終，杜邦公司同意向 3500 人支付 6.71 億美金的和解金。

我國的 PFAS

祖國的花朵是否會受到 PFAS 危害是許多父母最擔心的問題。

2010 年，中國疾病預防控制中心的研究者對來自中國 12 省的1237 位哺乳期婦女的母乳進行了檢驗，發現PFOS 和 PFOA 是母乳樣品中最常見的 PFAS，而 PFOS 和 PFOA 的含量均值均為 46 皮克/毫升。

該研究還發現，上海母親的母乳受污染情況高於全國平均水平，上海附近鄉鎮地區母乳的 PFOA 濃度達到了814 皮克/毫升，上海市區達到了 616 皮克/毫升。

中國疾病預防控制中心的研究者估計，上海地區母乳的 PFOA 參考膳食攝入量（88.4 納克/千克/日）已經接近德國聯邦風險評估研究所建議的每日耐受量（100 納克/千克/日），因此建議對母乳餵養的安全性進行全面的評估。該研究發表在《Environment International》上。

為什麼是上海？

2012 年，同濟大學污染控制與資源化研究國家重點實驗室的研究者指出，我國大多數 PFOS 和 PFOA 的生產廠家位於長三角地區。因此，他們對上海 25 個污水處理廠的淤泥進行了分析。

結果發現，所有樣本都含有全氟羧酸（PFCA，PFOA 屬於一類PFCA），濃度在 126–809 納克/克乾重之間。其中最主要的污染物是 PFOA，濃度在 23.2-298 納克/克乾重之間，高於美國、韓國、丹麥和瑞典的水平。

與此類似，2017 年，中國地質調查局和日本產業技術綜合研究所的研究人員對世界遺產京杭大運河河水的 PFAS 濃度的檢測發現，PFAS 在靠近京杭大運河南段，也就是經濟更為發達的江浙地區的濃度更高。上述兩項研究發表在《光化層》（Chemosphere）上。

哪些東西里含有 PFAS？

世界各地的地表和地下水中都檢測到了 PFAS。布朗大學的環境工程學研究者 Jennifer Guelfo 指出，世界各地飲用水中 PFAS 的主要來源是水性成膜泡沫，其主要來源是廣泛用於機場和軍事基地的滅火劑和防火泡沫。

2018 年，《斯德哥爾摩公約》持久性有機污染物（POPs）專家委員會曾深入研討了 PFAS 泡沫滅火劑對公眾健康的危害和對水源的污染，並指出該滅火劑用途廣泛。

此外，許多日用消費品也含有 PFAS，比如化妝品、快餐包裝，還有便利貼。它們被丟棄後，裡面含有的 PFAS 就會進入環境，並永遠存在。因此，垃圾填埋場和污水處理廠也是 PFAS 的一大來源。

含有 PFAS 的常見物品。圖片來源：Australian Department of Defence

丹麥環境和食品部在 2018 年 10 月公布的一項研究顯示，受檢測的三分之一的化妝品里含有高濃度的 PFAS。下面的常見化妝品成分就屬於 PFAS：

特富龍 PTFE (Teflon)

全氟壬基聚二甲基硅氧烷

全萘烷氟

氟代醇磷酸酯

甲基丙烯酸八氟戊酯

全氟己烷;

1,1,1,3,3-五氟丙烷

聚全氟乙氧基甲氧基二氟乙基PEG 磷酸酯

聚全氟乙氧基甲氧基PEG-2 磷酸酯

甲基九氟丁醚

二甲基硅氧烷PEG－7十一碳烯酸酯

全氟二甲基環己烷

全氟全氫化菲

丹麥環境和食品部所採用的非營利組織環境工作組（EWG）的資料庫檢測了 7.5 萬種化妝品和護膚品中的 PFAS，你也可以在www.ewg.org/skindeep/進行搜索，查詢你使用的品牌是否含有 PFAS。

好消息是，一類 PFAS 已經被國際社會禁止。2019 年 5 月 3 日，聯合國化學監管機構批准了 PFOA 禁令。PFOA 主要被用於製造衣物、食品包裝、地毯和其他產品不粘或防水塗層。包括中國在內的 180 個成員國將有 12 個月的時間完全實施這項禁令。

不過，部分 PFOA 的產品卻得到了豁免，其中包括半導體、織物、藥品和防火泡沫。

什麼樣的水平才安全？

許多人會質疑，拋開劑量談毒性是耍流氓。那麼，PFAS 的濃度要多低，才不會對人體產生危害呢？

美國環保署針對 PFOA 和 PFOS 制定的安全標準是 70 ppt（萬億分之一），也就是一個奧林匹克游泳池這麼多的水裡只能有幾滴。

2018 年 6 月，美國聯邦機構毒性物質及疾病登記署建議，PFOA 的安全水平為 11 ppt，PFOS 為 7 ppt。

但是哈佛大學環境醫學家 Philippe Grandjean 更為謹慎，他認為 PFAS 的安全水平應該為 1 ppt，也就是一個奧林匹克游泳池水裡只允許存在 1 滴不到的量。

不過，也有科學家認為，低濃度的 PFAS 也未必沒有風險。

西奈山伊坎醫學院的兒科學家 Philip Landrigan 表示，低濃度的 PFAS 也可能造成傷害，他建議人們不要使用 Scotchgard，「我為兒童和懷孕婦女的健康感到擔憂。」

如何清除 PFAS？

美國化學學會介紹，目前，PFAS 的處理方法極為有限，逆滲透、離子交換樹脂、活性炭顆粒是水處理工具包中少數能起作用的方法。

活性炭顆粒。@Evoqua Water Technologies / CEN

一些污水處理廠正在嘗試利用上述方法過濾 PFAS。美國北卡羅來納州的 Sweeney Water Treatment Plant 污水處理廠正在開展一個利用活性碳過濾 PFAS 的項目。

新的設備有 4 個 12 米長的活性碳顆粒過濾器，每個有 7 米寬，3.7 米厚，活性碳顆粒可以吸附水中的 PFAS。

但是，每過 400 天，吸滿了 PFAS 的活性碳顆粒就要被更換，換下來的活性碳要放到焚化爐里燃燒。

這樣的設備的建造費用為 4600 萬美金（3.1 億人民幣），每年的運營成本為 290 萬美金（近 2 千萬人民幣）。美國化學學會介紹，這樣的方法雖然煩瑣而且昂貴，但卻是目前最好的方法。

北卡羅來納州的 Sweeney Water Treatment Plant 污水處理廠。圖片來源：walshgroup

不過，不管是樹脂還是活性碳都不能過濾短鏈 PFAS。

Sweeney Water Treatment Plant 污水處理廠的運營方，Cape Fear Public Utility Authority 的總工程師 Carel Vandermeyden 無奈地表示：「現在沒有 100% 去除 PFAS 的技術。」

另外，使用後的樹脂和活性碳都需要進行特殊處理以免污染環境。所謂的特殊處理，也就是理論上能夠讓 PFAS 永遠消失的方法，那就是在 1 千攝氏度以上的高溫里焚燒，通過礦化作用（mineralization）使其分解。因為在理論上，這樣的高溫能夠讓 PFAS 分子分解，重新變回它本來的單質。

不過，也有不少科學家質疑焚燒的效果。紐約大學的環境學家 Cora J. Young 認為，高溫分解後，PFAS 會變成更小的短鏈的含氟分子，這些次級化合物依舊會對人體和環境產生危害。

美國克拉克森大學的化學家 Michelle Crimi 表示，PFAS 是她 20 年水處理研究生涯里遇到的最棘手的物質，「它們是完全不按套路出牌的野獸。」而這個野獸，就潛伏在你我身邊。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！