永久化学品的危机:全球水资源超过安全的PFAS限制

诸平

PFAS chemicals are prevalent in many everyday products and the environment, raising health and environmental concerns due to their persistent nature and association with several health risks. Recent research reveals global source water often contains PFAS levels above safe drinking standards, highlighting the need for stricter monitoring and regulation. 

关于“永久化学品”（'Forever chemicals'）之前已经有几篇博文进行过介绍：美中科学家用简单方法毁坏“永久化学品”、欧美PFAS污染研究二三事、研究人员改进了用阳光摧毁“永久化学物质”的催化剂、美中研究人员开发出能够毁坏“永久化学品”的反应器、某些全氟烷基和多氟烷基“永久化学品”被确定为甲状腺癌的潜在危险因素，网络上的相关报道也很多（

卫生纸中检出有害“永久性化学品”、新方法清除“永久化学品”廉价又方便、PFAS ——有害的“永久性化学品” 等 ）。今天来介绍澳美科学家的最新研究结果。

据澳大利亚新南威尔士大学（University of New South Wales简称UNSW, Sydney, NSW, Australia）2024年4月14日提供的消息，永久化学品的危机:全球水资源超过安全的PFAS限制(The Forever Chemical Crisis: Global Water Sources Exceed Safe PFAS Limits)。悉尼新南威尔士大学(UNSW)领导的一项新研究,，其结果于2024年4月8日已经在《自然地球科学》(Nature Geoscience)杂志网站发表——Diana Ackerman Grunfeld, Daniel Gilbert, Jennifer Hou, Adele M. Jones, Matthew J. Lee, Tohren C. G. Kibbey, Denis M. O’Carroll. Underestimated burden of per- and polyfluoroalkyl substances in global surface waters and groundwaters. Nature Geoscience, 2024, 17: 340–346. DOI: 10.1038/s41561-024-01402-8. Published online: 8 April 2024. https://www.nature.com/articles/s41561-024-01402-8

参与此项研究的除了来自UNSW的研究人员之外，还有来自美国俄克拉荷马大学（University of Oklahoma, Norman, OK, USA）的研究人员。此研究表明，PFAS未来的环境影响可能被低估了。

PFAS是全氟烷基和多氟烷基物质（Per-and poly-fluoroalkyl substances）的简称，它是14000多种合成化学品的集合。自20世纪50年代以来，这些化学物质因其非凡的抗热、防水、防油脂和防污渍的能力而受到重视。它们经常出现在日常用品中，如不粘锅、服装、美容产品、杀虫剂和食品容器，以及专门的工业应用，包括消防泡沫。

但是，尽管这些化学物质具有广泛的用途，但它们也有黑暗的一面:它们被称为永久性化学物质，因为一旦它们进入环境或我们的身体，它们就不会进一步降解。PFAS与环境和健康问题有关，包括一些癌症，但关于这个问题的真正规模和潜在影响，包括我们的供水中有多少，还有很多未知之处。

2024年4月8日在《自然地球科学》(Nature Geoscience) 杂志网站发表的一项由新南威尔士大学领导的新国际研究评估了全球地表水和地下水中PFAS的污染水平。研究发现，全球大部分水源都超过了PFAS安全饮用限制。

该研究论文的通讯作者、UNSW工程学教授丹尼斯·欧卡罗尔（Denis M. O’Carroll）说：“我们的许多水源都超过了PFAS的监管限制。我们已经知道PFAS在环境中普遍存在，但我惊讶地发现，大部分水源的水质高于饮用水建议标准。我们说的是5%以上，在某些情况下甚至超过50%。”

研究小组收集了来自世界各地的PFAS测量数据，包括政府报告、数据库和同行评审文献。他们总共整理了超过4.5万个数据点，时间跨度约为20年。这是首次在全球范围内量化PFAS的环境负担的研究。

该研究还发现，澳大利亚的PFAS浓度很高，许多地方都超过了建议的饮用水水平。这往往发生在过去使用过消防泡沫的地方，比如军事机构和消防训练设施。丹尼斯·欧卡罗尔教授强调，这些PFAS的痕迹存在于水源水中，比如水坝，而不是饮用水本身。饮用水经过处理厂，其中一些处理厂的设计是为了在水流出水龙头之前减少PFAS等化学物质的含量。

丹尼斯·欧卡罗尔教授说，但一些供水公司，比如悉尼自来水公司，并不定期测量饮用水中可能存在的PFAS的大范围含量。

他说:“饮用水基本上是安全的，我毫不犹豫地喝了它。我也不认为瓶装水更好，因为这并不意味着瓶装水和自来水有什么不同。但我当然认为，监测PFAS水平并使数据易于获得是值得的。”

一场有争议的辩论:PFAS多少才算太多?（A contentious debate: how much PFAS is too much?）

澳大利亚和世界上许多地方的大多数人体内的PFAS含量可能很低。但是，人们对PFAS化学物质的潜在健康风险知之甚少，而且尚未达成普遍共识。

根据澳大利亚政府专家健康小组的说法，没有证据表明PFAS对人类健康造成临床重大危害（limited to no evidence that PFAS poses clinically significant harm to human health），尽管在更远的地方，美国（US）和欧洲（Europe）的顶级机构（peak bodies）表明PFAS与不良健康结果有关，例如婴儿出生体重降低（lower birth weight in babies），胆固醇水平升高（higher levels of cholesterol），肾功能下降（reduced kidney function），甲状腺疾病（thyroid disease），性激素水平改变（altered sex-hormone levels），疫苗反应降低（reduced vaccine response）以及肝癌（liver cancer）、肾癌（kidney cancer）和睾丸癌（testicular cancer）。

2023年，世界卫生组织(World Health Organisation简称WHO)宣布全氟辛酸(PFOA)，它是PFAS的一种使人类的致癌物。

虽然PFAS与许多这些健康结果有关，但它们不一定被证明是导致这些健康结果的原因，但鉴于这些化学物质的潜在风险和永久性，许多监管机构已经收紧了PFAS的使用，并引入了安全饮用水限制作为预防措施。

丹尼斯·欧卡罗尔教授说：“大约20年前，PFAS的两种形式：全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)最初引起了人们的关注。这些化学品在世界各地受到不同程度的管制。在美国，PFOS和PFOA的建议饮用水限量为4纳克/L(4 ng/L)。”

第三种PFAS也在澳大利亚受到监管，称为全氟己基磺酸（PFHxS）。在这里，PFOS和PFHxS的总和被限制在70 ng/L，远高于美国PFOS和PFOA 4 ng/L的总和限制。但饮用水中PFOA的可接受水平甚至更高。

丹尼斯·欧卡罗尔教授说：“另一方面，澳大利亚规定PFOA的含量为560 ng/L，比美国高出两个数量级。”

虽然与美国相比，澳大利亚的限制似乎宽松，但这两个国家推荐的饮用水指南与加拿大相比相形见绌:在这里，加拿大不是只限制饮用水中两种或三种形式的PFAS，而是将所有14000种PFAS的总和限制在30 ng/L。

研究发现，全球没有已知污染源的地下水样本中有69%超过了加拿大卫生部的安全饮用水标准，而同样的样本中有32%超过了美国提出的饮用水危害指数。

丹尼斯·欧卡罗尔教授说：“对于PFAS应该被监管到什么程度，目前还存在争议。澳大利亚的限制比美国高得多，但问题是为什么。两个卫生机构对此会有不同的理由，在这一点上并没有一个真正强有力的共识。”

被低估的风险（An underestimated risk）

该研究表明，全球水资源中PFAS的实际污染可能比预期的要高。这在一定程度上是因为我们只对现有的14000种PFAS中的有限数量进行了监测和监管，也因为消费品中PFAS的含量高于预期。

丹尼斯·欧卡罗尔教授说：“我们没有测量环境中确实有PFAS的未知量。服装和食品包装等商业产品中含有的PFAS比我们意识到的要多得多。这意味着我们可能低估了PFAS造成的环境负担。”

丹尼斯·欧卡罗尔教授和他的团队现在正试图通过量化环境中商业产品中PFAS的含量来发展他们的研究。他们还致力于开发能够降解饮用水系统中PFAS的技术，并研究开发预测模型，以确定PFAS在环境中的去向。

丹尼斯·欧卡罗尔教授说：“其中一部分工作是弄清楚PFAS如何与环境的不同部分和我们身体的蛋白质相关联。”

这些研究将在未来两年进行，目标是在2026年完成。

与此同时，丹尼斯·欧卡罗尔教授说，制造商和消费者在使用含有PFAS的产品时都需要小心谨慎，尽职尽责。他说：“我们制造和销售了许多化学品，却没有充分评估它们对健康的潜在影响。我们应该明智地使用这些化学品。仅仅因为它们是可用的，并不意味着我们应该使用它们。”

该研究由澳大利亚政府研究培训计划(Australian Government Research Training Program简称RTP)奖学金（RTP Scholarship）资助。

上述介绍，仅供参考。欲了解更多信息，敬请注意浏览原文或者相关报道。

Abstract

Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a class of fluorinated chemicals used widely in consumer and industrial products. Their human toxicity and ecosystem impacts have received extensive public, scientific and regulatory attention. Regulatory PFAS guidance is rapidly evolving, with the inclusion of a wider range of PFAS included in advisories and a continued decrease in what is deemed safe PFAS concentrations. In this study we collated PFAS concentration data for over 45,000 surface and groundwater samples from around the world to assess the global extent of PFAS contamination and their potential future environmental burden. Here we show that a substantial fraction of sampled waters exceeds PFAS drinking water guidance values, with the extent of exceedance depending on the jurisdiction and PFAS source. Additionally, current monitoring practices probably underestimate PFAS in the environment given the limited suite of PFAS that are typically quantified but deemed of regulatory concern. An improved understanding of the range of PFAS embodied in consumer and industrial products is required to assess the environmental burden and develop mitigation measures. While PFAS is the focus of this study, it also highlights society’s need to better understand the use, fate and impacts of anthropogenic chemicals.