編者按（2023 年 7 月 7 日）：在美國地質調查局一項新研究發現，被稱為全氟和多氟烷基物質（PFAS）的化學物質（被懷疑會導致健康問題）存在於近一半的美國自來水中之後，本文被重新發布。
全氟和多氟烷基物質（PFAS）被認為是不可摧毀的化學物質。它們幾乎不可降解，並在人體和環境中積累。疑似的健康影響包括哮喘、癌症和生殖器官的變化。到目前為止，如何去除 PFAS 一直完全不清楚——而摧毀這種頑固分子的首批方法正在顯示出有希望的結果。
熱量是打破此類物質特有的碳-氟鍵的關鍵因素。在美國環境保護署最近發表在《環境工程雜誌》上的一項研究中，他們發現一種基於熱量和壓力的技術，即超臨界水氧化，摧毀了水樣中 99% 的 PFAS。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
PFAS 具有多種特性，使其非常適合許多工程應用。它們既能防水又能防油，並且能抵抗高溫和化學物質的損害。因此，它們出現在許多消費品中，以及消防泡沫等應用中。現在幾乎在環境中的任何地方都能找到它們。例如，它們汙染了德國幾個縣的土壤和地下水。在德國西南部城鎮拉施塔特，PFAS 在 2019 年使飲用水無法使用。研究表明，在整個歐洲人口的血液和母乳中，這些物質的濃度都可測量到。
首次嘗試使用新方法摧毀這些“不可摧毀”的物質至少帶來了一些希望。在新的 EPA 研究中，專家們向被 PFAS 汙染的水中添加了氧化物質，並將液體加熱到超過其臨界溫度 374 攝氏度，壓力超過 220 巴。在此過程中，水變成了所謂的超臨界狀態：它既不是氣體也不是液體。在這種狀態下，即使是 PFAS 等憎水物質也更容易溶解，同時，這種狀態加速了化學反應。以前曾開發過該技術的各種版本來分解不同型別的化學物質，但這是首次在同行評審的研究中對 PFAS 進行測試。
研究人員嘗試了三家公司的方法。每種方法在使用的化學物質和工藝上略有不同。但由 EPA 研究員 Max J. Krause 領導的團隊報告稱，所有工藝都達到了預期的結果。在每種情況下，水中 PFAS 的含量都下降了 99% 以上。
“鑑於超臨界水氧化系統已經商業化，這可能是一種很快就能應用於受影響嚴重的場所或廢水的技術，”Krause 說。“我們目前正在評估空氣排放，以瞭解所有途徑，並確保我們正在摧毀 PFAS。”
在這項新研究中，還發現水中先前已識別的 PFAS 的數量約佔被摧毀的此類物質的四分之一。這表明，現有的分析技術僅能識別出這些化學物質的一小部分。工業上使用的 PFAS 的種類非常多，以至於其中許多幾乎不為人知。
儘管如此，這項發現表明，研究中使用的技術確實減少了由大量已知和不為人知的 PFAS 造成的隱形汙染。但是，熱水方法的成功並不能完全消除永久化學物的威脅。
“使用超臨界流體來摧毀 PFAS 的想法似乎是一個聰明的選擇，但我想知道它的實際應用，”東卡羅來納大學布羅迪醫學院藥理學和毒理學副教授 Jamie DeWitt 說，她沒有參與這項新研究。“這在實驗臺上可能是一個好主意，但它能擴大規模應用於流域甚至飲用水處理廠嗎？”
一方面，由於涉及高溫和高壓，這項技術相對複雜——因此也很昂貴。另一方面，目前以這種方式清理受汙染的土壤和地下水是不現實的。這就是為什麼一些專家認為，PFAS 的使用應僅限於絕對必要的應用。
“有些人認為 PFAS 的永續性非常強，以至於[應該逐步]停止生產，”DeWitt 說，“因為它們不是可持續世界的一部分。”
本文最初發表在《Spektrum der Wissenschaft》上，經許可轉載。