PFAS管理:全球挑战与最新进展
引言:
PFAS(全氟和多氟烷基物质,Per-and Polyfluoroalkyl Substances)是一类广泛使用的化学物质,从不粘锅到消防泡沫都有它们的身影。但它们的持久性和潜在健康风险引发了全球关注。目前,PFOS(全氟辛烷磺酸,Perfluorooctanesulfonic acid)、PFOA(全氟辛酸,Perfluorooctanoic acid)等长链PFAS已被多国禁用。全球正逐步加强对PFAS的管控,但完全淘汰仍面临挑战。替代品研发和更严格的限制措施正在进行中,各国正努力在环境保护、公共健康和经济发展之间寻找平衡。
1. PFAS的定义:
PFAS(全氟和多氟烷基物质,Per- and Polyfluoroalkyl Substances)是一组含有碳-氟键的合成有机化合物。这些化合物的关键特征是碳-氟键,它是自然界中最短、最强的化学键之一。这种独特的碳-氟键结构赋予PFAS以下特性:极高的化学稳定性和热稳定性、优异的疏水和疏油性、在环境中的持久性。PFAS可以根据其碳链长度分为长链和短链。无论链长如何,所有PFAS都包含这种强大的碳-氟键,这是它们共同的特征和环境持久性的根源。这些化合物具有独特的物理和化学性质,如耐热、耐油、耐水和耐化学品,这些特性源于其强大的碳-氟键结构。
2. PFAS的使用:
PFAS在多个领域得到广泛应用,主要包括:
a) 消费品:不粘锅和其他厨房用具,防水、防油和防污的纺织品和地毯,个人护理产品(如化妆品和牙线)。
b) 工业应用:消防泡沫,航空航天和汽车行业的液压油,电子产品制造。
c) 食品包装:防油、防水的食品包装材料。
3. PFAS使用带来的问题:
a) 环境持久性:PFAS在环境中难以降解,可以在水、土壤和生物体内长期存在。
b) 生物累积:某些PFAS可在生物体内累积。
c) 健康风险:研究表明,长期接触高浓度PFAS可能与某些健康问题有关,如肝功能异常、免疫系统影响等。
4. 全球PFAS管理:限制、禁令和标准
a) 国际公约:
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斯德哥尔摩公约已将某些PFAS列为持久性有机污染物,包括:
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PFOS及其衍生物:全球范围内被禁止生产和使用,但有少数豁免用途。
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PFOA及其盐类和相关化合物:多国禁止或严格限制。
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PFHxS(全氟己烷磺酸)及其盐类和相关化合物:2022年被列入公约。
b) 特定PFAS和产品的限制:
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长链PFAS:多地区推动全面限制或禁止。
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GenX和ADONA:作为PFOA替代品,但也开始受到scrutiny。
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PFBS(全氟丁烷磺酸):虽为短链PFAS,但也开始受到关注和限制。
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某些含PFAS的消防泡沫:多国禁止或限制使用。
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食品接触材料和化妆品中的PFAS:部分国家开始禁止或限制。
c) 行业自愿措施:
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一些主要生产商已自愿停止生产某些PFAS。
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许多行业正在寻找和开发PFAS的替代品。
d) 区域性限制和标准:
欧盟:
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提议到2025年禁止所有非必要用途的PFAS。
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饮用水指令(2020年生效):
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PFAS总量限制为100 ng/L
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20种特定PFAS总和限制为20 ng/L
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2023年6月,欧洲化学品管理局(ECHA)建议限制约1万种PFAS物质。
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已禁止在食品接触材料中使用某些PFAS。
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2024年8月7日,欧盟委员会发布了监测人类饮用水中全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)分析方法的技术指南。
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这份指南旨在帮助成员国实施饮用水指令中关于PFAS的要求。
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指南提供了标准化的分析方法,以确保各成员国之间数据的可比性和一致性。
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这一举措将有助于提高PFAS监测的准确性和可靠性,为未来的政策制定提供更好的科学依据。
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土壤和污泥:
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考虑修订污泥指令,可能包括PFAS限制。
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德国农业用地预防值:PFOS+PFOA总和为2 µg/kg干重。
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荷兰土壤中PFOS干预值为110 µg/kg干重。
美国:
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EPA正在加强对PFAS的监管:
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2024年4月10日,发布饮用水标准。:
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PFOA和PFOS的最大污染物水平(MCL)均设定为4 ppt(ng/L)。
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这项提议预计在2024年底前最终确定,水系统将有3年时间达到合规。
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对PFNA、PFHxS、PFBS和GenX化合物的混合物设定了危害指数限制。
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一些州更早实施饮用水标准,例如:
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新泽西州将饮用水中PFOA的MCL设定为14 ppt(ng/L)。
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EPA考虑将PFOA和PFOS列为"超级基金"法案下的有害物质。
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"超级基金"是美国《综合环境反应、补偿和责任法》(CERCLA)的俗称,该法案旨在清理被遗弃的有害废物场地。
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将PFAS列入超级基金法案将使EPA有权要求污染者承担清理费用,并加速受污染场地的修复。
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多州已禁止或限制含PFAS的消防泡沫使用。
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土壤和污泥:
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EPA正制定生物固体中PFAS的风险评估和管理策略。
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密歇根州土壤清理标准(住宅区):PFOS为0.24 µg/kg,PFOA为0.35 µg/kg。
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缅因州禁止将含PFAS的污泥用作肥料。
中国:
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继续执行禁止生产和使用PFOS及其盐类的政策。
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计划到2024年全面淘汰PFOA的生产和使用。
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《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)附录A(建议性):
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PFOA限值为80 ng/L
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PFOS限值为40 ng/L
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这些限值被列在"非常规指标及限值"部分,属于建议性质,不是强制性标准。
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《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)目前尚未包含PFAS限值。
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尚未制定全国性的土壤PFAS标准。
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加强对饮用水源和环境中PFAS的监测,开展环境行为和健康影响研究
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饮用水目标值:PFOS和PFOA的总和为50 ng/L。
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2023年开始对地下水中的PFAS进行全国调查。
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正在研究更广泛的PFAS管理措施。
加拿大:
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2023年更新的饮用水指导值:PFOA为200 ng/L,PFOS为600 ng/L。
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禁止生产、使用、销售和进口某些含PFOS的产品。
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考虑将PFAS列为有毒物质,以允许更广泛的管理措施。
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土壤:
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制定土壤质量指南,包括PFOS和PFOA。
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安大略省工业/商业用地PFOS标准值为0.4 µg/g。
澳大利亚:
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饮用水指导值(2019年NEMP 2.0):
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PFOS+PFHxS为70 ng/L
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PFOA为560 ng/L
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2023年发布PFAS国家环境管理计划(NEMP)3.0版。
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限制了某些消防泡沫中PFAS的使用。
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土壤:
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住宅区土壤筛选值(NEMP 2.0):PFOS为0.01 mg/kg,PFOA为0.1 mg/kg。
北欧国家:
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丹麦禁止在食品接触材料中使用PFAS。
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瑞典饮用水行动限值:11种PFAS总和不超过90 ng/L。
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2023年,挪威提议禁止在消费品中使用PFAS。
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土壤:
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丹麦土壤质量标准(最敏感土地用途):PFOS为0.4 µg/kg干重。
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瑞典敏感土地用途指导值:PFOS为0.003 mg/kg。
5.全球趋势:
a)全面管理策略:从单一物质转向整个PFAS类别的综合管理。
b)监管标准趋严:饮用水标准收紧,范围扩大至更多PFAS种类。
c) 替代品开发:加速非氟替代品研发,关注短链PFAS潜在风险。
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d) 环境修复创新:开发新型PFAS处理技术,应对短链PFAS挑战。
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e) 国际合作:加强跨国研究和数据共享,推动全球协调管理。
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f) 公众意识:PFAS问题获得更多关注,推动"PFAS-free"产品需求。
6. 挑战与发展:
a)科学认知:短链PFAS和混合物效应的长期影响数据不足。
b)分析监测:需要更灵敏、经济的检测方法和标准化监测网络。
c)环境修复:PFAS持久性和短链PFAS高迁移性增加处理难度。
d)法规执行:平衡全面管理与经济影响,应对全球供应链污染。
e)替代品安全:确保PFAS替代品长期安全,避免"遗憾替代"。
f)历史污染:解决长期累积的环境污染,确定责任和筹集资金。
结语:
PFAS管理是一个不断发展和变化的领域,其复杂性源于PFAS独特的化学结构,特别是其强大的碳-氟键。这种结构赋予PFAS优异的性能,同时也导致其在环境中的持久性,形成了当前管理的核心挑战。
随着科学研究的深入和分析技术的进步,我们对PFAS的认知不断扩展,从长链扩展到短链PFAS。这促使监管范围不断扩大,预计将有更多PFAS被添加到限制或禁止使用的清单中。然而,PFAS的广泛应用使得完全淘汰面临重大挑战,需要在环境保护、公共健康和经济发展之间寻求平衡。