一、杜邦的偶然發現

羅伊·普朗基特（Roy Plunkett）是美國杜邦公司傑克森試驗室的科學家，他對氯氟烯烴的研究很熱衷。一次偶然的機會，他将四氟乙烯儲放在液态氮制冷的鋼瓶裡，準備做進一步的研究。

可是當他打開鋼瓶，卻發覺四氟乙烯的流動停止了。晃動鋼瓶，發覺裡邊有一些固态物在發出響聲。他把鋼瓶鋸斷，發現裡邊有非常多的白粉末狀。原來是四氟乙烯發生了縮聚反應，形成了新的物質--聚四氟乙烯（PTFE）。1945年，杜邦公司為聚四氟乙烯申請注冊了Teflon商标LOGO，漢語稱之為：鐵氟龍。

聚四氟乙烯由于具有的耐高溫、耐低溫、不粘性、潤滑性、電絕緣性、耐老化性、抗輻射性等，被稱為“塑料王”，從國防領域迅速運用到了石油化工、電器、建築等各種民生領域。

二、全氟和多氟烷基物質（PFAS）大家族

在生産聚四氟乙烯的過程中，為了避免物質結塊，要大規模使用到兩種名叫全氟辛酸（PFOA，後改名為C8）和全氟辛烷磺酸（PFOS）的兩種表面活性劑。

而這兩種物質都屬于一個大“家族”--全氟和多氟烷基物質（PFAS）。它由數千種合成化學品組成，被廣泛應用于皮革、紡織品、紙、農藥、防火材料、滅火器材、潤滑劑、不沾鍋塗層、洗護用品等的生産領域。

PFAS廣泛分布在如下環境之中。

（一）工業。鍍鉻、電子制造或石油回收等行業，使用PFAS用作表面活性劑。

（二）家用産品。帶聚四氟乙烯塗層不粘鍋、抛光劑、蠟、油漆、清潔産品和泡沫滅火器；地毯、化妝品、皮革、電子電器、軟墊家具、防水服裝和設備等。

（三）飲用水或食品：含有PFAS的材料包裝的食品，使用PFAS的設備加工的食品，以及在PFAS污染的土壤或水中生長的動植物。

（四）廢棄物。如垃圾填埋場或廢水處理廠等

三、環境污染程度

（一）1971年，美國3M公司開始在比利時的茲韋恩德雷赫特市生産PFOS。工廠環境許可證中列出的 PFOS的濃度的最大值為30微克/升，但政府相關部門定期測量的3M工廠的廢水中PFOS的濃度則超過了500微克/升，是最高标準的16倍！有些地方污染超标程度比正常數值要高26倍！

（二）2021年，美國國家環境保護局的檢測數據表明，美國一些軍事基地水樣中明顯超标，華盛頓州惠德比島的海軍航空站，飲用水樣本檢測到PFOS濃度為萬億分之4720，PFOA濃度為萬億分之208。賓夕法尼亞州威洛格羅夫一座軍事基地附近飲用水樣本檢測到PFOS濃度為萬億分之864。濃度明顯超出環保局所設萬億分之70的健康安全标準。

（三）2022年，日本沖繩普天間第二小學操場附近的下水道中檢測出含有毒氟化物的污染水。日本國家标準規定，飲用水中的PFOS和PFOA等含量不得超過每升50納克，而檢測出的污染水氟化物的濃度竟是日本國家标準的576倍！當地環保人士推定，市内沒有其他來源，污染源就是來自距離學校不到300米的美軍基地。

（四）2021年，清華大學研究團隊《歐洲環境科學》發表的一項研究報告，發現中國華東和西南地區的居民暴露于PFAS的風險偏高，部分城市的飲用水PFOA濃度超過100納克/升，存在一定的風險。

四、給環境和人類健康造成的威脅

PFAS含高鍵能的碳氟鍵（C-F），鍵能高達485kJ/mol，具有很強的穩定性，難以被燃燒、光解、水解、生物降解、超聲破解、等離子氧化、電化學降解或被動物體代謝，因而也被稱為“永久化學品”。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在人體内的半衰期為5.4年，而PFOA的半衰期則長達8年。

因此，許多PFAS具有環境持久性，可通過食物鍊蓄積放大，産生生物蓄積性和生物毒性，對環境生物及人體健康産生長期影響。

（一）多項研究表明，其可産生對甲狀腺毒性、肝髒毒性、神經毒性等。人體經常暴露在有PFAS的環境中，會影響性激素水平、甲狀腺功能等，引發腎癌、睾丸癌等疾病。

美國埃默裡大學的研究人員發現，杜邦工廠日常接觸PFOA的工人死于間皮瘤和慢性腎病的概率，比其他工人高出2倍。患上腎癌和其他腎病的風險也明顯高于其他工人。

另外，研究人員調查了俄亥俄河谷中部地區生活的居民使用的水源受到PFOA的污染。結果發現，居民血清中PFOA濃度較高的人們，腎癌和睾丸癌發生的概率也偏高。

（二）PFAS是一種内分泌幹擾物，如人體的膽固醇水平升高、癌症、肥胖、免疫抑制、内分泌紊亂等，都與吸收了PFAS有一定的關聯性。PFAS影響胎兒發育，不孕不育的幾率增加，還會引起孕婦先兆子痫。

（三）美國南加州大學的科研人員在《JHEP Reports》雜志上發布研究成果，接觸PFAS會增加得肝癌的風險。其中，接觸PFOS的影響最為明顯，受試者患肝癌的可能性是普通的4.5倍。

（四）美國羅格斯大學的研究還發現，消防員血液中的PFAS含量比普通人高。他們體内的PFAS來自滅火泡沫和防護服導緻了身體健康問題，有些人得了癌症或者其他疾病。

（五）對養殖動物産生影響。對20世紀90年代，美國西弗吉尼亞州的一名農場主，曾經将一片地賣給附近的杜邦工廠做垃圾填埋場，但在後續的一段時間内，自己養的奶牛總是不明原因地死去。

五、典型案例

（一）2004年，美國西弗吉尼亞州的一個城鎮癌症發病率超高，讓人們第一次關注到PFOA所引起的飲用水危機。此後，當地受污染的社區針對杜邦公司就此事提起集體訴訟。2015年，經過談判，杜邦和其他七家公司同意在美國停止生産PFOA。盡管美國不再生産此類物質，但對飲用水的污染仍可能通過工業垃圾滲入地下水，對人體健康造成危害。

（二）美國食品藥品監督管理局發現某些食品如巧克力蛋糕中，PFAS的含量高達17640ppt。因為做蛋糕的時候，常常用到防油紙或材料。另外，在新墨西哥州空軍基地附近的一個奶牛場的檢測發現，一些奶酪的PFAS含量高于5000ppt。來源可能是空軍基地進行的消防演習，因為泡沫滅火劑中含有PFAS。

Tips：ppt，即part per trillion，也就是萬億分之一。

六、控制措施

随着人們逐漸意識到PFAS的危害，各國政府對PFAS的監管日趨嚴格。近年來，紛紛出台相關政策限制或替代PFAS的生産，多個國家開展了PFAS濃度水平調查、風險評價和環境限值等方面的研究。

（一）歐盟POPs法規将PFOS及其衍生物、PFOA及其鹽和PFOA相關物質，納入附錄I禁用的化學物質清單。

（二）美國包裝法案TPCH更新《包裝材料中有毒物質控制示範法規》，将PFAS和鄰苯二甲酸酯納入TPCH的管控物質清單中，要求PFAS不得被檢出。

（三）日本中央環境委員會建議将PFOA、其鹽類及PFOA相關物質，納入日本化審法（CSCL）中定義的I類物質，禁止其進口、生産和銷售。

（四）中國

2019年3月11日，生态環境部發布《關于禁止生産、流通、使用和進出口林丹等持久性有機污染物的公告》，自2019年3月26日起，禁止PFOS及其鹽類和全氟辛基磺酰氟（PFOSF）除可接受用途外的生産、流通、使用和進出口。

國家标準《食品接觸材料及制品用添加劑使用标準》（GB 9685-2016）對紙盒類、塑料類和不粘鍋塗層等部分材料中的PFOA和PFOS進行了嚴格管控。

今年，美國西北大學的一個研究團隊在PFAS化合物中選擇了裡面常見的全氟烷基羧酸（PFCA），可以通過氫氧化鈉進行脫氟。PFCA在特定溶劑中脫羧産生反應，并在24小時内降解為氟離子。

至今已有超過12000種的PFAS化學物質，這項研究隻是降解PFAS的冰山一角。但是，我們相信通過技術的不斷進步，辨識出來它們的特性，就能夠想辦法去“摧毀”它。