全氟化合物——饮用水中的潜在隐患
刘川
University of Waterloo
关键词：全氟化合物，饮用水，安全
水是生命之源。普通成年人每天正常的饮水量为1500-2000 ml左右。因此，饮用水是否卫生、安全直接影响着我们的健康。我们平时较常关注的影响水质安全的指标主要有微生物、重金属、消毒副产物和其它有毒性的有机和无机物质的含量。然而很多人都不知道，一类名叫全氟化合物（Perfluorinated Compounds, PFCs）的人工合成物质已经慢慢成为饮用水中新的潜在隐患。
图一：饮用水
全氟化合物是一种人工合成的化学物质，它是一类具有特殊结构的有机化合物。我们知道有机化合物是以碳、氢元素为主体的物质，可能会结合氧、氮、硫等其他元素。而全氟化合物就是普通有机物中与碳相连的氢元素全都被氟元素所取代所产生的物质。全氟化合物的这种特殊结构使它具有很强的化学稳定性。
图二：全氟辛酸结构式。
在全氟化合物这一大类化合物中，最常被使用的是全氟羧酸 (Perfluoroalkylcarboxylic acids, PFCAs)，其次为全氟磺酸 (Perfluoralkyl sulfonicacids, PFSAs)。其中，含有8个碳的化合物，全氟辛酸 (Perfluorooctanoicacid, PFOA) 和全氟辛烷磺酸 (Perfluorooctanoic sulfonate, PFOS) 分别是这两类全氟化合物中最常用也是环境中最常检测到的污染物。全氟羧酸和全氟磺酸的结构中包含一条与氟元素相连的碳链和一个酸性基团，我们可以认为它的结构像一条长长的蛇，有着一条长满氟元素的不容易与水相结合的尾巴，同时有着一个与水亲近的酸基作为它的头。由于全氟化合物的这种特殊结构，使得它具有防水特性和化学稳定性，因此它被广泛应用于工业产品及家用产品的制造中。常见的含有全氟化合物的产品有防火和防水的衣服或材料，不粘锅，快餐盒，个人护理产品以及一些电子产品等。可以说，全氟化合物在工业和生活产品中的广泛应用大大增加了它的排放来源。
图三：含有全氟化合物的生活产品。
全氟化合物的特殊结构不但为它提供了作为化学涂层及相关材料所需的性能，而且使得它变得非常难以被氧化和被生物降解。因此，全氟化合物难以被自然降解并容易聚集在各种自然环境中及生物体内，这也是全氟化合物被当作一种新的环境污染物引起了越来越多的科学家注意的原因之一。另一个引起人们重视的原因是全氟化合物被证实会提高生殖系统和内分泌系统病变的风险，甚至可能会引发人和动物的癌症及生殖疾病。
单纯存在于环境中的全氟化合物如果不被人体摄入的话并不会对人的健康造成影响，但是如果它在饮用水中的浓度较高的话，则有可能危害到人类的健康。在天然水体中，全氟化合物的含量能达到几纳克到几百纳克每升的浓度，其中一些为饮用水水源，因此它是一种潜在的饮用水污染物。虽然全氟化合物对人体健康的影响仍然需要更进一步的研究，世界各国的科学家及环境部门已经开始将其作为重点研究的污染物。美国环保局（USEPA）将全氟化合物列入了2016年底颁布的第四批污染物候选名单（USEPA’s Fourth Contaminant Candidate List)中[1]。被列在这个名单中意味着该污染物已经在被重点研究，并且有可能会被列入新的法规和标准中。针对两种最常见的全氟化合物，全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS），美国环保局颁布了70 ng/L的饮用水健康建议标准[2,3]。加拿大卫生部也颁布了相关饮用水指南，其中全氟辛酸的最高容许浓度为0.2 μg/L[4]，全氟辛烷磺酸的最高容许浓度为0.6 μg/L[5]。可以预见，随着人们对于饮用水的健康安全要求越来越高，以及对全氟化合物研究的愈发深入，该物质可能会被纳入越来越多的饮用水相关法规和标准。
图四：饮用水标准。（图片来源：http://news.163.com/12/0311/10/7SAEARBH00014JB6.html）
既然谈到了全氟化合物在饮用水中的潜在危害，我们最后聊一聊如何去除掉这种污染物。在饮用水处理方法中，高级氧化，生物滤膜，以及传统的混凝沉淀等方法都不能有效的去除水中的全氟化合物。对全氟化合物有较好去除效果的几种处理工艺包括活性炭吸附，离子交换及高压膜处理。考虑到高压膜处理有较高的运行处理成本，活性炭吸附和离子交换成为目前去除饮用水中全氟化合物的热门工艺。家庭中常用的饮用水净水设备中一般都至少包括了活性炭吸附处理，可以有效去除饮用水中的全氟化合物。
图五：家用净水器。图片来源：http://wap.jiameng.com/simesijshq
*本文仅代表作者个人观点，不代表本网站观点；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，需注明文章来源，并自负版权等法律责任；作者如不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们联系。
参考文献：
[1] USEPA. Drinking water health advisory for perfluorooctanoic acid (PFOA). 2016.
[2] USEPA. Drinking water health advisory for perfluorooctane sulfonate (PFOS). 2016.
[3] USEPA. Drinking water contaminant candidate List 4 (CCL 4) and regulatory determination. 2016.
[4] Health Canada. Perfluorooctanoic acid (PFOA) in drinking water. 2016.
[5] Health Canada Perfluorooctane sulfonate (PFOS) in drinking water. 2016.
Post Reviews:
No reviews yet...
