幾十年來，科學家們一直在對有毒“永久化學物質”的使用提出越來越多的擔憂，之所以稱之為“永久化學物質”，是因為它們強大的分子鍵可能需要數百年才能在環境中完全分解。這些物質廣泛用於炊具和服裝等消費品中，現在幾乎在所有地方都能被檢測到，從飲用水到我們的血液中都有。現在，研究人員正在警告另一種——迄今為止尚未被充分認識到的——這些令人不安的毒素來源：常見的農藥。最近發表在《環境汙染》雜誌上的一篇綜述文章顯示，2015年至2020年全球市場上推出的所有農藥中，近70% 含有這些化學物質或相關化合物。並且，在對其對環境和人類健康的潛在影響沒有充分了解的情況下，它們的用量激增。
永久化學物質——科學上稱為全氟烷基和多氟烷基物質，或 PFASs——是所謂的氟化化學物質的一個子集，這些物質具有強大的碳-氟鍵。這意味著這些化學物質非常穩定，並且在旨在防水和防油的產品中非常有用。但這也意味著它們不容易生物降解。儘管各國政府一直在努力限制 PFASs 的使用，但這些努力因對哪些氟化化學物質在技術上是 PFASs 的技術定義存在分歧而變得複雜——因此對人類和環境構成風險。在世界大部分地區被認為是 PFASs 的許多化學物質在美國並未這樣分類。這種情況可能會使社群暴露於有害化學物質中，包括含有氟化化合物並每年在世界各地許多不同作物上噴灑的農藥。
葡萄牙波爾圖大學的研究員、《環境汙染》論文的共同作者迪奧戈·亞歷山德里諾說，由氟化化學物質製成的農藥，通常被稱為氟化農藥，“可能是非常出色的分子，可以應對農業中存在的許多挑戰”。“但它們應該經過適當的審查，我們應該意識到它們可能對環境、生物多樣性，最終對我們自身的健康產生非常巨大的影響。”
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穩定性還是永續性？
自 20 世紀 40 年代以來，包括 PFASs 在內的氟化化學物質已廣泛應用於消費品。但在隨後的幾十年裡，科學家們開始意識到這些化學物質會在飲用水和人體內持久存在，20 世紀 90 年代，美國環境保護署開始調查 PFASs。現在幾乎每個美國居民的血液中都攜帶低水平的 PFASs。這些化學物質與睪丸癌和腎癌、生殖系統疾病、甲狀腺疾病、高膽固醇水平、免疫反應降低甚至對 COVID-19 的易感性增加有關。基於這些擔憂，美國國會正在權衡幾項兩黨法案，以限制其在食品容器和炊具中的使用，並要求 EPA 採取全面行動以防止 PFAS 汙染——包括設定飲用水中 PFASs 水平的國家限制。在拜登政府領導下，EPA 釋出了 PFAS 戰略路線圖，以應對危機。八個州已經透過法律禁止在某些產品中，特別是食品包裝中使用 PFASs——但不包括農藥。
氟化農藥最早於 20 世紀 30 年代出現在市場上，但只是在過去十年中，這種用途才如此迅速地擴充套件。亞歷山德里諾說，這種增長與製造工藝的改進和專利到期有關，專利到期使得更廣泛的競爭成為可能。
農藥行業組織“負責任的行業促進健全環境”（RISE）的發言人凱倫·里爾登說，氟化農藥為害蟲管理帶來了“功效和穩定性”。她說，這種穩定性使農藥保持有效的時間更長——因此，與非氟化替代品相比，作物噴灑的頻率可以降低。
但里爾登所說的穩定性，在其他人看來是永續性。亞歷山德里諾及其團隊彙編的資料顯示，暢銷的氟化農藥的半衰期（化學物質在環境中消散一半所需的時間）從幾天到 2.5 年不等。這比一些較老的農藥（如滴滴涕）的半衰期要短，但從上限來看，仍然是一個相對較長的時間：EPA 將“永續性”汙染物定義為半衰期為 60 天或更長時間的汙染物。正如非營利性環境倡導組織“環境責任公共僱員”（PEER）的科學主任凱拉·貝內特直言不諱地說，“為什麼地球上會允許將 PFAS 新增到每年噴灑數百萬英畝土地的東西中？它被稱為永久化學物質是有原因的。”
什麼是 PFAS——什麼不是 PFAS？
毒死蜱是最廣泛使用的氟化農藥之一。它針對昆蟲的神經系統，是 600 多種用於玉米、大豆、蔬菜、漿果和果園作物的農藥配方的主要成分。它還用於處理種子，以及控制城市環境中的螞蟻、白蟻和其他害蟲。它對人類健康的潛在影響尚不清楚，儘管有一些證據表明長期接觸與神經毒性有關，並且 EPA 已將其列為可能的人類致癌物。最終，EPA 在 2020 年人類健康風險評估中得出結論，“對於毒死蜱的現有用途，膳食暴露和風險評估並不令人擔憂”——至少在不超過指定為人類安全消費的水平時是這樣。但在近年來在羽衣甘藍、茄子、菠菜、櫻桃番茄、紅薯和桃子中發現的含量已超過 EPA 安全水平。由於毒死蜱是一種油性物質，因此要去除農產品中的此類殘留物需要額外擦洗。
毒死蜱也是一種永續性汙染物，在土壤中的半衰期為 97 至 345 天，具體取決於土壤型別。美國地質調查局 2016 年的一項研究發現，它會與雨水徑流中包含的沉積物結合，並可能在地表水中持久存在，在那裡它會傷害為魚類、鳥類和野生動物提供食物的有益昆蟲。新論文的共同作者、波爾圖大學研究員瑪麗亞·德·法蒂瑪·卡瓦略說，其特定的碳和氟結構“非常穩定，並且在環境中將非常持久”。
儘管根據經濟合作與發展組織（OECD）的最新定義，毒死蜱是 200 多種活性農藥成分之一，將被認為是 PFAS，並且在歐盟被禁止用於大多數農業用途，但 EPA 對 PFAS 的定義更狹窄。不同的定義使理解和監管此類化學物質的使用變得複雜。EPA 的定義僅包括碳-氟分子鏈相對較長的化合物，因為它認為這些化合物通常不太可能在食物鏈中積累，並且毒性可能較小——儘管並非所有專家都同意這一點。亞利桑那州立大學生物設計環境健康工程中心的負責人羅爾夫·哈爾登說：“在我們擁有兩個、三個或四個[碳-氟]鍵之前，認為一切都是安全的，這是不正確的。”“我們創造了一種沒有已知生物降解機制的化學物質。你正在為全世界和數千年的終生接觸而簽約。”
EPA 發言人羅伯特·達吉拉德在給《大眾科學》的電子郵件中寫道，該機構的 PFAS 定義最初於 2006 年制定，旨在“識別最有可能對人類健康和環境造成風險的 PFAS”。達吉拉德補充說，該定義此後已進行調整，“我們目前正在研究 OECD 和 [EPA] 定義之間的差異，以確定是否應修改 [EPA] 定義以涵蓋其他物質。”
目前 EPA 允許的至少三種活性農藥成分——溴蟲氟苯雙醯胺、吡氟喹唑酮和氟蟻腙——符合其對 PFAS 的定義。EPA 認定為 PFAS 的其他四種農藥成分已在美國被停用，但在日本、中國和拉丁美洲的一些國家仍在使用。EPA 將歸類為 PFASs 的新型農藥成分繼續在中國上市。雖然美國允許的三種農藥成分的半衰期最多隻有幾個月，但這個指標並不能說明全部情況，非營利性保護組織生物多樣性中心的健康科學主任內森·唐利說。“從紙面上看，它們似乎在合理的時間內分解”——但還需要考慮這種分解的副產品，唐利說。“你有母體農藥分子，它可以分解成……仍然是複雜的分子，相當氟化，”他補充道。“而這些降解產物在環境中所起的作用實際上根本沒有後續跟進。”波士頓大學公共衛生學院環境健康臨床教授溫迪·海格-伯納斯說，氟化農藥的分解產物可能會以未知的方式與其他環境 PFAS 汙染相互作用。
EPA 發言人凱茜·米爾伯恩說，該機構“有一個健全的流程來識別和評估農藥降解產物或代謝物的環境風險”。但唐利認為，雖然 EPA 關注最初的分解產物，但它並沒有跟蹤農藥降解過程直到完成——他說這可能需要數十年或數百年，並且在此過程中可能產生數十種不同的分子。此外，環境中發生的事情並不總是與實驗室中發生的事情相符。“我不一定期望 EPA 進行所有必要的研究來獲得所有這些事情的明確答案，但他們需要以某種方式解釋這種不確定性，”唐利說。“應該將疑點利益歸於人民和環境，而不是農藥公司。”
當《大眾科學》詢問 EPA 可能採取哪些行動來限制符合其 PFAS 定義的農藥時，米爾伯恩在一封電子郵件中回覆說，“無論 PFAS 的定義如何演變，農藥在註冊前都要經過嚴格的科學評估過程”，並且“商業中的氟化農藥已達到適當的基於風險的註冊標準。”
但 PEER 的貝內特曾在 EPA 新英格蘭地區辦事處工作超過十年，她是眾多指出該機構用於評估農藥安全性的資料幾乎完全由製造商提供的專家之一——貝內特說，這使監管機構容易受到“難以置信的行業俘獲”和“政治壓力”，以便將農藥推向市場。她聲稱，評估農藥風險的 EPA 工作人員無法獲得足夠的資訊來正確完成他們的工作。《Intercept》和 Investigate Midwest》最近的報道也揭示了這些問題。在回應貝內特的觀點時，RISE 的里爾登說，“EPA 對農藥的決定完全由該機構根據《聯邦殺蟲劑、殺菌劑和滅鼠劑法案》履行其職責而做出。”當被問及貝內特的說法時，EPA 拒絕置評。
“EPA 和每個人都告訴我們，這些[氟化農藥]比舊的[非氟化]農藥好得多。在某些方面，這可能是真的，”唐利說。“但真正讓我擔心的是，即使這些農藥在技術上不符合 EPA 對 PFAS 的定義，但它們符合世界其他大部分地區對 PFAS 的定義。”
然而，其他人更願意關注 EPA 已經標記為 PFASs 的農藥。“我們已經在殺蟲劑中看到了氟基團，但我不會稱這些為 PFAS，”聖母大學物理學教授格雷厄姆·皮斯利說。海格-伯納斯也表示，她“不太擔心”某些農藥（如毒死蜱）可能對人類造成的危害。她強調自己不是“農藥倡導者”，她說這些化學物質可能存在合理的用途：“在某些時候，我們不希望我們的房屋被白蟻吞噬，”海格-伯納斯指出。她說，問題在於弄清楚這些有限的、合理的用途是什麼——然後削減其他一切。
EPA 的 PFAS 戰略路線圖是否會導致對氟化農藥（特別是那些符合其 PFAS 定義的農藥）採取行動，仍有待觀察。米爾伯恩在給《大眾科學》的電子郵件中寫道，“隨著 EPA 繼續完善測試流程，隨著監管工作的成熟，以及隨著該機構從其在全國各地的合作伙伴關係中獲得更多資訊，該機構將調整 PFAS 的定義，以反映透過此過程收集的資訊。當該機構確定此問題的範圍時，它將繼續使用所有可用的監管和非監管工具來解決 PFAS 問題。”
對於某些人來說，這些話並不能讓人放心。“我認為我們很多人都在屏住呼吸。我們現在真的不太瞭解情況，”唐利說。“我希望一切順利，但我認為需要幾年，甚至幾十年，才能真正掌握所有這些新型氟化農藥將會發生什麼。”