编者注(2023年3月14日):重新发布此文是为了提供拜登政府宣布关于监管饮用水中六种全氟烷基和多氟烷基物质 (PFAS) 的提案的背景信息。
许多美国人接一杯自来水时,不会担心水是否有危险。但密歇根州弗林特市铅污染的水危机表明,在这个国家,安全、可饮用的自来水并非理所当然。现在,非营利倡导组织环境工作组 (EWG) 的一项研究揭示了一个普遍存在的问题:大多数美国人的饮用水可能含有“永久性化学物质”。 这些化合物可能需要数百年甚至数千年才能在环境中分解。它们也可能在人体内持续存在,并可能导致健康问题。
一些州已着手尝试解决这些污染物,这些污染物在科学上被称为全氟烷基和多氟烷基物质 (PFAS)。但是,与苯、铀和砷等其他污染物一样,联邦政府尚未对水中这些化学物质的浓度设定限制。随着新一届总统政府本周上任,专家表示,联邦政府终于需要纠正这一疏忽。“PFAS 污染危机是一场公共卫生紧急事件,”EWG 政府事务高级副总裁斯科特·费伯在最近的公开声明中写道。
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在 9,000 多种已知的 PFAS 化合物中,目前美国使用了 600 种,用于无数产品,包括消防泡沫、炊具、化妆品、地毯处理剂甚至牙线。科学家们称 PFAS 为“永久性化学物质”,因为它们的化学性质使其在典型的环境条件下无法分解。“PFAS 化合物的独特特征之一是碳-氟键,”EWG 高级科学家大卫·安德鲁斯解释说。“这种键非常牢固。” 最终,这意味着如果 PFAS 进入环境,它们会积聚。科罗拉多矿业学院的土木与环境工程师克里斯·希金斯解释说,这些化学物质会在地质时间尺度上残留。
由于数十年来 PFAS 的广泛使用、释放和处置,几乎无处不在:土壤、地表水、大气、深海,甚至人体。美国疾病控制与预防中心 (CDC) 的网站称,该机构在几乎所有接受 PFAS 检测的人的血液中都发现了 PFAS,“表明美国人口普遍暴露于这些 PFAS。” 科学家们已发现许多化学物质与许多健康问题之间存在联系,包括肾癌和睾丸癌、甲状腺疾病、肝损伤、发育毒性、溃疡性结肠炎、高胆固醇、妊娠期先兆子痫和高血压以及免疫功能障碍。
考虑到 PFAS 的持久性和潜在危害,安德鲁斯和他的 EWG 同事奥尔加·奈登科着手评估美国人通过饮用水接触这些化学物质的情况。PFAS 可以通过多种方式进入饮用水。例如,工业场所可能会将化合物释放到水或空气中。或者它们可以从处置场渗出。它们也可能从机场和军事基地使用的消防泡沫中渗入地下水。安德鲁斯和奈登科表示,有必要研究饮用水中的含量,因为联邦政府不要求检测水中是否含有 PFAS。这在科学家对总体暴露的理解方面留下了一个空白。安德鲁斯和奈登科的分析侧重于两种类型的化学物质——全氟辛酸 (PFOA) 和全氟辛烷磺酸 (PFOS)——因为这些化合物的数据最多。这两位研究人员从州机构、联邦政府和 EWG 自己的测量结果等各种来源收集了这些信息。
科学家估计,超过 2 亿人(大多数美国人)的自来水中都受到 PFOA 和 PFOS 混合物的污染,浓度为百万分之一 (ppt) 或更高。安德鲁斯和奈登科表示,之前的研究表明,高于百万分之一的水平会增加患睾丸癌、乳腺发育迟缓、肝肿瘤、高胆固醇以及对儿童疫苗接种的免疫反应的影响等疾病的风险。“这是对安全暴露水平的计算,”安德鲁斯说。即使研究人员将分析水平提高到百万分之十,他们仍然发现约有 1800 万至 8000 万美国人暴露于其中。化学工业的代表对这些担忧表示异议。“我们认为,最大污染物浓度限值低于百万分之七十没有科学依据,”美国化学理事会在给《大众科学》的声明中表示。
最近发表在《环境科学与技术快报》上的这项新研究的专家表示,这些发现与他们之前的预期完全一致——这令人担忧。“这有点令人伤心,但它们存在于许多不同的供水系统中,并且许多人通过饮用水接触到它们,我一点也不感到惊讶,”东卡罗来纳大学布罗迪医学院的药理学和毒理学副教授杰米·德威特说。苏黎世瑞士联邦理工学院的环境科学家王占云对这类化学物质的普遍程度表示担忧。“它在美国如此普遍有点可怕,美国人口众多,”他说。“现在我们知道 PFAS 的安全水平相当低。”
安德鲁斯和奈登科的研究甚至没有完全捕捉到美国人接触这些化学物质的情况,因为它只关注两种 PFAS 化合物和一个来源。“我们还通过饮用水接触到更多 PFAS,”王说。该论文省略了其他化合物,原因是缺乏广泛的数据,“但这意味着[该研究提供了]我们如何接触 PFAS 的保守估计,”他补充道。希金斯指出,人们还会接触到饮用水以外的物质中的化合物,例如家居用品和食品。“这是一个更广泛的接触问题,”他说。“不应忽视其他接触来源。”
安德鲁斯和奈登科同意,缺乏其他 PFAS 污染数据是一个问题。对马萨诸塞州五个系统的饮用水进行的其他测试表明,研究人员寻找的特定 PFAS 的水平在过去几十年中有所上升。当科学家们作为一个整体测试 PFAS(以包括缺乏大量个体数据的化合物)时,增加幅度甚至更大。这种趋势是否在全国其他地区也适用尚不清楚。“这确实是[由于]缺乏数据——监管机构没有跟上化学工业的步伐,化学工业已经真正从 PFOA 和 PFOS 转向数百种替代化合物,这些化合物同样具有持久性,并且可能污染了全国大量供水系统,”安德鲁斯说。环境保护署表示,它正在努力解决 PFAS 问题。“积极解决饮用水中的 PFAS 仍然是环保署正在进行中的优先事项,”环保署发言人致信《大众科学》。“该机构已采取重要步骤监测饮用水中的 PFAS,并正在遵循《安全饮用水法》提供的流程来处理这些化学物质。”
去除饮用水中 PFAS 的技术在家庭和市政层面都存在。颗粒活性炭过滤器和反渗透是两种选择,但它们成本高昂且维护成本高——而且负担落在纳税人身上。“PFAS 由公司生产,从中获得利润,”德威特说。“然后居民最终为清理污染买单。” 最重要的是,从饮用水中去除的 PFAS 可能最终会出现在其他地方,例如垃圾填埋场或河流中。
一些州已经制定或提议了饮用水中 PFAS 的限制,但专家表示,需要采取联邦行动来解决如此普遍的问题。乔·拜登总统的政府最终可能会解决这一需求。他的竞选环境正义计划专门指出了永久性化学物质。该计划表示,总统将“通过将 PFAS 指定为有害物质、在《安全饮用水法》中设定 PFAS 的可执行限值、优先考虑通过采购进行替代以及加速毒性研究和 PFAS 研究来解决 PFAS 污染问题。” 新政府可以通过行政行动单方面执行所有这些目标,而无需国会的合作。一些专家似乎对这一前景感到乐观。“我希望即将上任的政府能够重新授权环保署,使其能够真正制定法规来保护公众健康,”德威特说。“那是该机构的职责——那是它的使命。”