编者按（2023 年 7 月 7 日）：在美国地质调查局一项新研究发现，被称为全氟和多氟烷基物质（PFAS）的化学物质（被怀疑会导致健康问题）存在于近一半的美国自来水中之后，本文被重新发布。
全氟和多氟烷基物质（PFAS）被认为是不可摧毁的化学物质。它们几乎不可降解，并在人体和环境中积累。疑似的健康影响包括哮喘、癌症和生殖器官的变化。到目前为止，如何去除 PFAS 一直完全不清楚——而摧毁这种顽固分子的首批方法正在显示出有希望的结果。
热量是打破此类物质特有的碳-氟键的关键因素。在美国环境保护署最近发表在《环境工程杂志》上的一项研究中，他们发现一种基于热量和压力的技术，即超临界水氧化，摧毁了水样中 99% 的 PFAS。
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PFAS 具有多种特性，使其非常适合许多工程应用。它们既能防水又能防油，并且能抵抗高温和化学物质的损害。因此，它们出现在许多消费品中，以及消防泡沫等应用中。现在几乎在环境中的任何地方都能找到它们。例如，它们污染了德国几个县的土壤和地下水。在德国西南部城镇拉施塔特，PFAS 在 2019 年使饮用水无法使用。研究表明，在整个欧洲人口的血液和母乳中，这些物质的浓度都可测量到。
首次尝试使用新方法摧毁这些“不可摧毁”的物质至少带来了一些希望。在新的 EPA 研究中，专家们向被 PFAS 污染的水中添加了氧化物质，并将液体加热到超过其临界温度 374 摄氏度，压力超过 220 巴。在此过程中，水变成了所谓的超临界状态：它既不是气体也不是液体。在这种状态下，即使是 PFAS 等憎水物质也更容易溶解，同时，这种状态加速了化学反应。以前曾开发过该技术的各种版本来分解不同类型的化学物质，但这是首次在同行评审的研究中对 PFAS 进行测试。
研究人员尝试了三家公司的方法。每种方法在使用的化学物质和工艺上略有不同。但由 EPA 研究员 Max J. Krause 领导的团队报告称，所有工艺都达到了预期的结果。在每种情况下，水中 PFAS 的含量都下降了 99% 以上。
“鉴于超临界水氧化系统已经商业化，这可能是一种很快就能应用于受影响严重的场所或废水的技术，”Krause 说。“我们目前正在评估空气排放，以了解所有途径，并确保我们正在摧毁 PFAS。”
在这项新研究中，还发现水中先前已识别的 PFAS 的数量约占被摧毁的此类物质的四分之一。这表明，现有的分析技术仅能识别出这些化学物质的一小部分。工业上使用的 PFAS 的种类非常多，以至于其中许多几乎不为人知。
尽管如此，这项发现表明，研究中使用的技术确实减少了由大量已知和不为人知的 PFAS 造成的隐形污染。但是，热水方法的成功并不能完全消除永久化学物的威胁。
“使用超临界流体来摧毁 PFAS 的想法似乎是一个聪明的选择，但我想知道它的实际应用，”东卡罗来纳大学布罗迪医学院药理学和毒理学副教授 Jamie DeWitt 说，她没有参与这项新研究。“这在实验台上可能是一个好主意，但它能扩大规模应用于流域甚至饮用水处理厂吗？”
一方面，由于涉及高温和高压，这项技术相对复杂——因此也很昂贵。另一方面，目前以这种方式清理受污染的土壤和地下水是不现实的。这就是为什么一些专家认为，PFAS 的使用应仅限于绝对必要的应用。
“有些人认为 PFAS 的持久性非常强，以至于[应该逐步]停止生产，”DeWitt 说，“因为它们不是可持续世界的一部分。”
本文最初发表在《Spektrum der Wissenschaft》上，经许可转载。