【解说】PFAS(全氟和多氟烷基物质)
什么是PFAS?
PFAS是主要由碳和氟组成的全氟和多氟烷基物质(Per-and poly-fluoroalkyl substances)的缩写,是一种具有防水防油等特性的人工化学物质的总称。代表性的PFAS包括PFOS(全氟辛烷磺酸)和PFOA(全氟辛酸),由于人们对其对环境和人体的影响的担忧,近年来成为热门话题。
PFAS由于碳和氟之间的键非常牢固且稳定,因此具有耐热性、耐化学性和防水性等特性,广泛应用于纺织品、医疗器械、电子设备、半导体制造和建筑等各个领域。然而,由于某些PFAS,例如PFOS和PFOA,具有难分解和高积累性的特点,根据《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》(POPs公约),国际上限制其使用并禁止其生产。
然而,需要注意的是,截至2025年7月,全球尚无统一的PFAS定义。例如,算上符合2021年发布的OECD的PFAS定义的化合物,理论上PFAS的种类超过700万种,尚不能说已经明确了需要测量和管制的PFAS。目前,为了统一国际定义,IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)于2024年6月启动了一个旨在标准化PFAS的术语、分类和命名法的项目,并正在进行相关讨论。
PFAS在各个领域中被使用和排放
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PFAS引起社会关注的背景
PFAS在国际上受到关注的契机是2000年美国一家化学品制造商宣布停止生产PFOS。PFAS自20世纪40年代开发以来,因其防水和防油性能,被广泛应用于防水、防污加工产品以及泡沫灭火剂等。然而,该化学品制造商的调查显示,PFOS在一名公司员工的血液中被检测到,甚至在远离美国的北极熊和海豹等动物体内也发现PFOS积聚,全球范围内的扩散问题引起了担忧,最终宣布自愿停止生产PFOS。
2009年,PFOS及其原料PFOSF被决定纳入POPs公约,国际上开始对其进行监管。POPs公约根据“环境中的持久性”、“生物积累性”、“毒性”和“远距离迁移性”四项标准对化学物质进行管控。关于PFAS,自2025年7月起,已决定对PFOS、PFOA、PFHxS、LC-PFCAs(长链全氟羧酸)及其相关物质进行管制或追加限制。
日本于2010年原则上禁止生产和进口PFOS,2021年则禁止生产和进口PFOA。2020年设定了自来水中的暂定目标值,要求其合计值低于50ng/L,但在全日本各地的河流和地下水中均检测到了超标的PFOS和PFOA,居民的担忧日益加剧。2025年2月,日本政府宣布将这一暂定目标值提升为需要根据《水道法》进行检查和改进的“水质标准”,并要求从2026财年开始,各地方政府和自来水公司定期进行检测并采取相应措施。
PFAS的分类示例
PFAS的挑战
PFAS的研究面临诸多挑战,尤其缺乏测量方法和毒性评估数据。由于评估众多PFAS中的每一种毒性将耗费大量时间,因此目前欧盟采取了将包括毒性尚不清楚的物质在内的多种PFAS作为管制对象的方针。
过去,在《POPs公约》等对化学物质进行监管后,“令人遗憾的替代”问题屡屡发生,替代物质的毒性也得到了证实。这一背景下,欧盟正在推进对包括毒性尚不清楚的PFAS在内的全面管制。
另一方面,化学物质确实为我们的生活带来了许多好处。因此,虽然需要考虑PFASs监管带来的健康危害缓解、环境修复成本以及使用或不使用化学品所带来的经济和社会利弊,但重要的是优先管制那些具有高持久性和高生物积累性的PFAS,并探索减轻其相关环境影响的方法。
测量方法的标准化进展
为了正确评估化学物质对环境和人体的影响,需要精确的测量技术。日本产业技术综合研究所(产综研)已开发出针对水样中的PFAS的分析方法,并将其作为ISO标准和JIS标准发布,以便研究机构和分析机构能够进行一致性的测量。目前,ISO和JIS规定的PFAS测量方法是单独测量PFOS和PFOA等特定PFAS。然而,测量所有PFAS十分困难,因此,有必要开发一种能够将PFAS作为一个整体进行测量和评估的方法。
欧盟已制定了名为“PFAS Total”的监管标准,涵盖所有PFAS的浓度。产综研也在推进这一领域的研究,并于2007年开发了EOF(可萃取有机氟)测定方法,作为“总PFAS”测量方法。此外,TOP-Assay(可氧化前体)测量和THP-Assay(可水解前体)测量等方法也被用于评估易于分解的PFAS。然而,这些方法并不能测量所有的PFAS。欧盟于2023年发布了饮用水中PFAS Total的测量指南,但尚未建立统一的操作程序,这仍然是未来的挑战。
推进标准化需要时间。在此期间,仍然需要建立适当的分析方法并使其可供使用。2024年,产综研与农业科研机构合作,开发了一种测量土壤中PFAS的方法,并发布了一份临时手册。基于这些测量和分析方法的开发,产综研的最终目标是实现PFAS分析的标准化,并建立更可靠的测量技术。
目前可测量的PFAS仅是所有PFAS的一部分
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