2024年9月13日 | Vol. 53, Issue 17

如何让“永久化学物质”容易分解

雨衣、洗发水、肉类和炊具可能会磨损和消失,但它们可能永远不会真正离开你。全氟/多氟烷基物质(PFAS)几乎融入了日常生活的方方面面。由于其强大的碳-氟化学键,全氟/多氟烷基物质需要非常长的时间才能分解,长期滞留在环境和人体内,因此被称为“永久化学物质”。这些持久的永久化学物质可以在水和土壤中找到,特别是在废物场附近,因为它们通过生产或废物流进入环境。


尽管全氟/多氟烷基物质的防水性能使其成为我们日常使用的许多产品中不粘和防水涂层的常用成分,但永久化学物质对暴露者构成健康风险。美国环境保护署(United States Environmental Protection Agency, EPA)表示,与这些化学物质相关的风险包括对婴儿发育的影响、激素干扰和削弱人体免疫系统。长期暴露增加了有害健康影响的可能性。随着永久化学物质的广泛生产和使用,根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)的报告,到2015年,97%的美国人血液中发现了PFAS。


全氟/多氟烷基物质在制造业中的广泛使用使这些化学物质渗入土壤、水和空气,通过受全氟/多氟烷基物质污染的产品造成更大的暴露。水质问题一直是一个主要关切,促使拜登-哈里斯政府(Biden-Harris Administration)和EPA限制饮用水中的全氟/多氟烷基物质暴露,以减少相关风险。EPA在4月表示,作为拜登总统“投资美国”议程的一部分,10亿美元的投资旨在通过为全国各地的人们提供清洁水来保护社区。


除了这笔资金,EPA还宣布了六种PFAS的国家初级饮用水法规(National Primary Drinking Water Regulation, NPDWR)。该法规通过要求公共供水系统监测PFAS水平,并在2027年开始向公众提供影响饮用水的相关信息,设立了全国饮用水标准。在2029年,公共供水系统必须采取行动并在PFAS水平超过最大污染物水平时通知公众。通过实施计划来应对PFAS污染,公共供水系统将减少饮用水中PFAS的暴露。


“我认为目前的政策正在朝着正确的方向发展,但仍然没有完全减少全氟/多氟烷基物质的暴露,”埃默里大学(Emory University)罗林斯公共卫生学院(Rollins School of Public Health)的环境与生殖流行病学家兼助理教授斯蒂芬妮·艾克博士(Dr. Stephanie Eick)在接受舢舨记者采访时表示。“例如,EPA(在饮用水中建立)六种全氟/多氟烷基物质的法律可执行水平……是一个很好的第一步,确实朝着正确的方向前进,但我认为仍然有其他对健康有害的全氟/多氟烷基物质被检测到饮用水中,特别是那些在工业淘汰全氟辛酸和全氟辛烷磺酸时被引入的PFAS。”


本地的马萨诸塞州水资源管理局(Massachusetts Water Resources Authority, MWRA)服务的所有社区饮用水中的全氟/多氟烷基物质含量均低于州和联邦的最高标准,MWRA执行董事詹妮弗·佩德森(Jennifer Pederson)表示。波士顿的饮用水来源于MWRA的夸宾水库(Quabbin Reservoir)和沃查塞特水库(Wachusetts Reservoir),这些水库中的全氟/多氟烷基物质水平低到无法检测。MWRA继续每月进行水质测试,保持低污染水平以满足州和联邦要求。


佩德森补充说,“在该地区可能更值得关注的是老旧住宅,这些住宅可能有铅服务管线。”通常建于1940年之前的老房子可能是铅暴露的来源,而铅也是一种难以降解且会导致水污染的化学物质。


为了鼓励无铅社区,波士顿水务与下水道委员会(Boston Water and Sewer Commission, BWSC)在2023年8月开始向物业所有者免费提供私人铅服务管线的更换。


“波士顿走在了前列。整个社区将在10月16日之前完成清单,”佩德森指出。EPA在2021年修订的《铅和铜规则》中引入了这一清单要求。


尽管PFAS对水质的影响引起了人们的关注,但由于马萨诸塞州环境保护部(Massachusetts Department of Environmental Protection, MassDEP)要求公共供水系统测试所有新的饮用水源,污染也可能来自于防油食品包装。


“全氟/多氟烷基物质的使用更加广泛,且在处理其他暴露领域(如食品包装、处理过的衣物、处理过的地毯)方面缺乏应对措施,”佩德森强调。


今年2月,美国食品药品监督管理局(U.S. Food and Drug Administration, FDA)发布了一份新闻公告,指出“含有全氟/多氟烷基物质的防油材料不再用于美国的食品包装……消除了食品包装中PFAS膳食暴露的主要来源。”


全氟/多氟烷基物质在农药配方和容器中也可能使农场工人面临更高的污染风险。根据环保工作组(Environmental Working Group, EWG)今年7月发布的一项研究,14%的美国农药活性成分中发现了全氟/多氟烷基物质。无论是应用于作物的害虫控制形式,还是在家庭中用于宠物跳蚤处理和杀虫喷雾,PFAS都会在表面间传播,积累在环境中,最终可以穿透皮肤屏障进入血液。


清洁化学品、废物和许多其他家庭产品的处置是全氟/多氟烷基物质从房屋到下水道系统的直接途径。在污水处理厂,全氟/多氟烷基物质不会分解,并可能残留在出售给农民的肥料中。


永久化学物质的影响对贫困社区尤其有害,增加了那些没有适当过滤和资源的人的健康风险。


“我认为社会经济因素影响了谁最容易接触到全氟/多氟烷基物质,”艾克博士指出,饮用水尤其是一个问题。“此外,我的一些研究还表明,与较少受到压力的人相比,那些经历压力和处于较低社会经济地位的人更容易受到与全氟/多氟烷基物质暴露相关的健康问题的影响。”


世界各地的科学家一直在开发创新方法来成功分解PFAS,寻找有效破坏化学键的方法。


日本立命馆大学(Ritsumeikan University)的科学家们测试了一种在更高效温度条件下分解PFAS的科学方法。


该测试将含有全氟/多氟烷基物质化学物质的溶液暴露于LED灯下,去除PFAS碳-氟键中的氟离子,这些氟离子可以回收再利用。在使用两种不同类型的PFAS——全氟辛烷磺酸和Nafion时,该测试分别达到了100%和81%的成功率。此方法在38°C条件下成功进行,这与通常需要500°C来破坏键的温度条件有显著差异。


另一种由巴斯大学(University of Bath)研究人员进行的方法使用3D打印创建整体结构并从水中去除全氟/多氟烷基物质。目前,该测试在PFAS去除方面达到了75%的成功率。


在家中去除饮用水中微塑料的一个方便解决方案是简单地煮沸水。中国广州医科大学(Guangzhou Medical University)和暨南大学(Jinan University)的研究人员发现,煮沸水可以去除高达90%的纳米塑料和微塑料。这种快速过滤方法是家庭饮用水净化的有效策略。


暴露于永久化学物质使所有人面临风险。国家和地方政府正在继续完善针对PFAS减少的政策。社区组织如PFAS Hub和PFAS-Reach一直在为公众编制相关信息和支持资源。


“我认为倡导非常重要。社区组织和地方政府可以在倡导政策变更和更严格的法规方面发挥非常重要的作用,这些变更和法规可以帮助减少饮用水等来源中的全氟/多氟烷基物质暴露,”艾克博士说,“我还认为,这些类型的组织还可以帮助向脆弱群体告知全氟/多氟烷基物质的健康影响,并向他们提供有关如何采取行动以帮助减少全氟/多氟烷基物质暴露的信息(例如,通过减少加工食品的摄入、减少食用红肉、使用铸铁或不锈钢炊具而不是不粘锅烹饪)。”

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