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人类该如何告别水火不入的氟化物?

从蔬菜、雨水到母乳,氟化物的残留无处不在。那么,这种应用广泛的防水物质到底有没有安全的替代品?

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PFOA和PFOS生产已经由西方转移到那些缺乏环境保障的国家。图片来源:  Ela Haney

一项研究对上海110位母亲的母乳进行分析,发现样品已经被两种含量达到警戒水平的高氟化合物所污染。按照美国现有的健康咨询标准,如果在饮用水中发现如此高的含量,就应该被划为不安全级别了。但即便如此,专家们仍然建议母乳喂养,因为还是利大于弊的。

50多年来,西方一直生产这两种化合物供自身和全球使用。在其毒性为人所了解之后,企业自发停止生产,这两种化合物因此逐渐退出了消费品的舞台。

但是,它们的生产已经由西方转移到那些缺乏环境保障的国家。在这些国家,氟化物工厂继续将这两种物质排放到河流、土地和海洋之中。如今,中国不仅仍生产着这两种物质,而且被认为是世界上最大的全氟辛酸铵(简称PFOA) 排放国,以及全氟辛烷磺酸盐(PFOS)的唯一生产国。

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PFOA和PFOS是什么?

PFOA和PFOS是全氟和多氟化合物(PFAS)家族中最著名的成员。这些高氟化合物的用途极广,因为它们的碳氟键在自然条件下几乎不会分裂。当这些碳氟键连接成链的时候,能够在服装、地毯和厨具上形成一层防水、防油的涂层,在遇水、极度高温、长期暴晒的情况下也不会分解或褪色。

这种特性也可以用来生产坚固的耐火产品,它们能够经受甚至扑灭飞机上的高温火焰。

但是,这种超群的耐久性既让这些化合物用途广泛,也让其极具隐患。它们在环境中会存在数千年,长期影响我们和子孙后代。

针对美国污染严重的社区的科学研究已经表明,
PFOA和PFOS污染与很多健康问题有关,包括睾丸癌、肾癌、高胆固醇、溃疡性结肠炎、甲状腺疾病和妊高症等。

我们从饮水和食物中摄取的微量PFOA和PFOS日复一日、年复一年地在身体中积累,它们顽固地盘踞在血蛋白和关键器官中,即便少量的日常曝露也可能对健康产生深远影响。

如今,研究者已经在98%的美国人血液内发现了高氟化合物。中国还没有进行类似的研究,但在设有氟化物工厂的辽宁阜新进行的小规模研究表明,当地居民血液中的PFOA浓度已经与美国人相当。

美国经验

鉴于
PFOA和PFOS的毒性和在生物体内积累的特性,美国国家环保局(EPA)制订的饮用水建议上限为70ppt,这个浓度相当于在一个奥运会游泳池中滴入四小滴。

2016年,超过600万美国人的饮用水达不到这个标准。他们的水源普遍受到氟化物工厂和废物处理场排放、以及氟化耐火产品使用的污染。

美国的氟化物污染治理成本很高。例如,美国空军花费1.37亿美元(9.1亿元人民币)对军事基地的氟化耐火制品污染进行调查,而对这些地方的全面污染补救费用还要高得多。一家化工厂对俄亥俄河谷的污染则引发了3500多起诉讼,总赔付金额高达6.7亿美元(45亿元人民币)。受影响社区购进活性炭过滤系统来保证饮用水安全,这种暂时性解决办法花掉了他们数百万美元。

经过数十年的生产后,美国最大的生产商在2000年同意逐渐停止PFOS的生产。此后不久,其他主要氟化物生产商也加入了 PFOA消减计划 ,同意在2010年之前将PFOA工厂排放和产品含量消减95%,并于2015年完全停产。

1999年到2014年,美国人血液中的PFOS浓度降低了84%,上述行动功不可没。中国减少这两种氟化物使用的行动才刚刚开始。2017年,世界银行批准拨款2400万美元(1.62亿元人民币)用来支持中国消减PFOS的行动。

短链氟化物更好吗?

PFOA
和PFOS都是长链的C8化合物,因为它们都有8个碳原子形成的链状结构。随着美国停止C8化合物的生产,很多厂商开始转而生产短链的化学近亲,除了碳链的长度从8个(C8)缩短为6到4个(C6/C4)之外,它们几乎是完全一样的。

经过周密研究,人体接触后,短链复合物一般会在血清中停留几个月,而长链复合物则会长达好几年。由于在普通人群体的血液中并未发现这些短链复合物,生产商们便推断它们不会发生生物积累,因此是安全的。

但是, 一项
动物实验证明,短链氟化物也会在器官中累积,甚至人类的肾、肺和脑等也出现了它们的踪迹。初步研究表明,它们具有与PFOA和PFOS等C8化合物类似的不良健康影响。

最令人担忧的是,短链氟化物在环境中扩散得更快,而且靠现有技术很难遏制(虽然并非不可能)。活性炭过滤等用于保护饮用水不受C8化学品污染的工具可能无法用在那些受C6和C4短链化合物污染的地区。这些短链化合物在环境中也将存在数千年。

长链氟化物在动物身上的积累度很高,而短链氟化物则更容易在植物中积累。那些种植在被污染土壤中或用被污染水源灌溉的作物,如生菜、西红柿、小麦和草莓等,都有短链氟化物积累。

中国山东中北部桓台县一个出产高氟化物的工业区是一個
極端的案例。当地雨水中PFOA含量是EPA制定的饮用水中含量标准的39倍。

同样,他们所吃的本地农产品中的氟化物含量也超出了安全水平。研究者们对日常PFOA曝露建模计算发现,桓台县居民食用的种植在工业园附近的小麦和玉米的氟化物含量都超过了卫生部门制订的膳食健康标准,如果再算上饮用水和其他食品中的含量,只会超标更多。并且,桓台县人所消费的作物中毒性未知的短链氟化物含量比PFOA和PFOS还要高。

如何应对?

氟化物很有用,而且其应用目前是无可替代的。攀登珠穆朗玛峰的登山家使用的防水效果最好的装备离不开它们,国际空间站、火星探测器和航天员的航天服也离不开它们——氟化物的极端耐久性可以抵御严酷的外空环境。

然而,在极端情况下对高氟化合物的需求并不能为其无处不在的污染或缺乏安全保障正名。来自
44个国家的252位科学家在《马德里声明》中呼吁减少PFAS的使用,并开发安全的无氟替代产品。他们还提出了一个必不可少的三位一体方法:一是落实减少工厂氟化物排放的安全保障措施;二是在适当的时候减少氟化物使用;三是开发更安全的无氟替代品。

在数十年毫无控制的生产后,美国的主要厂商成功地减少了C8化学品工厂排放并停止了其在消费品中的使用。但是,这要部分得益于将危险十分确定的C8化合物转换为性质相似但危害并不确定的短链化合物。吸收了美国数十年错误的教训,中国就可以避免未来的伤害。

由于其在环境中的持久性和在生物体内富集的能力,氟化物受到人们的特别关切。非持久性化合物如果有毒可以马上停止使用,久而久之就可以降解,受到损伤的这一代人可以痊愈,而下一代人则可以免受危害。但氟化物这样永久存在的化学品则会一直困扰着人类,令我们永无宁日。

 

 

翻译:奇芳

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