工業「萬用助劑」變環境夢魘：PFAS污染跨產業擴散、持續數十年難解

PFAS廣泛應用於紡織、電子、消防、化工及食品包裝產業，其難分解特性導致土壤、水源與空氣長期污染，對人體與生態構成深遠威脅。國際社會正加強監管與尋找替代方案。

全氟烷基和多氟烷基物質 (PFAS) 是一組由人造化學物質組成的龐大類別，自 20 世紀 40 年代以來已在商業上生產並廣泛使用 1. 由於其獨特的物理和化學特性，包括卓越的熱穩定性和化學穩定性、拒水拒油性以及表面活性劑的特性，PFAS 在各種工業和消費產品中都有應用 1. 然而，這些相同的特性也導致了嚴重的環境問題。許多 PFAS 在環境中極難分解，具有持久性，並可能在生物體內累積，對人類和生態系統造成潛在的有害影響 5. 本報告旨在分析自 20 世紀 40 年代以來最常使用 PFAS 的主要產業，並探討這些化學物質在製造過程中如何釋放到環境中，造成長期的污染。

自 20 世紀 40 年代以來，多個產業廣泛使用了 PFAS，以利用其獨特的性能 1. 其中一些主要產業包括：

• 紡織業： PFAS 被廣泛用作防水、防污和防油劑，應用於服裝、地毯和室內裝潢等各種紡織品 8.
• 消防業： 消防泡沫，特別是水成膜泡沫 (AFFF)，含有 PFAS，用於撲滅易燃液體火災 11.
• 化學製造業： PFAS 在氟聚合物（如聚四氟乙烯 (PTFE)）的生產中用作加工助劑和單體 4.
• 電子和半導體產業： PFAS 用於蝕刻、清潔過程以及電子元件的特種塗層 15.
• 紙張和包裝業： PFAS 用於食品接觸材料中，以提供防油和防水性能 18.

這些產業在很大程度上依賴 PFAS 來實現特定的產品性能和製造效率，導致這些化學物質的廣泛使用和隨之而來的環境污染。

在上述主要產業中，PFAS 在製造過程的不同階段被使用，並發揮著各種功能：

• 紡織業： PFAS 主要作為整理劑應用於紡織品表面，以賦予其拒水、拒油和抗污的特性 9. 這些化學物質通常在生產過程的最後階段施加，作為塗層或浸漬處理。
• 消防業： 在 AFFF 中，PFAS 作為表面活性劑，降低泡沫的表面張力，使其能夠快速鋪展並覆蓋易燃液體表面，從而有效地抑制火焰並防止復燃 11.
• 化學製造業： 在氟聚合物的生產中，例如 PTFE，PFAS（如全氟辛酸 (PFOA)）被用作乳液聚合的加工助劑，以促進反應並控制聚合物的顆粒大小 4. 這些 PFAS 通常在最終產品中作為殘留物存在。
• 電子和半導體產業： PFAS 在半導體製造中用於多種應用，包括作為蝕刻劑以在晶圓上創建精細圖案，作為清潔劑以去除污染物，以及作為特種塗層以提供所需的電氣或物理特性 15.
• 紙張和包裝業： PFAS 被添加到紙漿中或作為塗層施加到紙張和紙板產品上，以提供防油和防水性能，這對於食品包裝應用至關重要 18.

這些用途突顯了 PFAS 在各種製造過程中作為塗層、助劑和表面活性劑的關鍵作用，這直接導致了它們在環境中的廣泛釋放。

這些產業的製造過程通過多種途徑將 PFAS 釋放到環境中：

• 廢水排放： 工業設施通常將含有 PFAS 的廢水排放到地表水或污水處理廠 20. 傳統的污水處理方法通常無法有效去除 PFAS，導致這些化學物質最終進入河流、湖泊和海洋 23. 例如，紡織廠在染色和整理過程中會排放含有 PFAS 的廢水 20.
• 空氣排放： 在 PFAS 的生產和使用過程中，可能會以氣體或附著在顆粒物上的形式排放到空氣中 20. 這些空氣污染物可以通過乾濕沉降沉積到土壤和水體中，即使在遠離污染源的區域也會造成污染 21.
• 固體廢棄物處置： 含有 PFAS 的工業廢棄物和消費品最終會被填埋 20. PFAS 可以從這些廢棄物中滲出，污染土壤和地下水 27.
• 意外洩漏和溢出： 在 PFAS 的生產、運輸和使用過程中，可能會發生意外洩漏和溢出，直接污染土壤和水體 19. 消防泡沫（AFFF）的意外釋放，尤其是在訓練期間，是 PFAS 污染的一個重要來源 11.
• 使用含有 PFAS 的產品： 消費者使用含有 PFAS 的產品，例如防水服裝和不粘炊具，也會導致 PFAS 釋放到環境中，例如通過洗滌過程中的磨損和排放到廢水中 20.

這些排放途徑共同導致了 PFAS 在全球環境中的廣泛存在。

由這些產業的製造過程造成的 PFAS 污染影響了多種環境介質，其範圍從工廠附近區域到更廣泛的地理區域不等：

• 土壤污染： PFAS 可以積累在工業設施周圍的土壤中，以及施用含有 PFAS 的污泥的農田土壤中 21. 土壤中的 PFAS 會被植物吸收，從而進入食物鏈 29.
• 地下水污染： PFAS 具有高水溶性，可以很容易地滲入地下，污染地下水含水層 21. 地下水污染是飲用水源的一個主要問題，尤其是在工業區附近 31.
• 地表水污染： 工業廢水排放、受污染土壤的徑流和含有 PFAS 的消防泡沫的使用都會導致地表水體（如河流、湖泊和濕地）受到污染 21. 地表水中的 PFAS 會影響水生生物，並可能通過飲用水或食用受污染的水生生物而被人體攝入 31.
• 空氣污染： PFAS 可以以氣體或顆粒物的形式存在於空氣中，尤其是在製造設施附近 21. 空氣中的 PFAS 可以沉降到土壤和水體中，造成進一步的污染 25.

污染的範圍可能非常廣泛，從工廠周邊的局部熱點到影響整個流域甚至全球範圍的更廣泛的地理區域 25. PFAS 的持久性意味著一旦環境受到污染，這些化學物質可能會存在很長時間。

PFAS 的一個顯著特徵是它們在環境中極高的持久性 5. 碳氟鍵非常強，使得 PFAS 能夠抵抗環境和代謝降解。這導致了以下長期影響：

• 在環境中的持久性： 大多數 PFAS 在自然條件下不會完全礦化，使其成為已知最具環境持久性的有機物質之一，通常被稱為“永久化學品” 5. 例如，全氟辛烷磺酸 (PFOS) 在水中的半衰期可能超過 41 年 1.
• 遷移和轉化： PFAS 可以在不同的環境介質之間遷移，例如從土壤到地下水，再到地表水 21. 某些多氟烷基物質可以轉化為更穩定的全氟烷基酸，增加了環境污染的複雜性 21.
• 生物累積和生物放大： 某些 PFAS，特別是長鏈 PFAS（如 PFOS），可以在水生生物和陸生生物體內累積 21. 此外，它們可以在食物鏈中生物放大，導致頂級捕食者體內的濃度更高，包括人類 21.

PFAS 的持久性、遷移性和生物累積性導致了廣泛且不斷增加的環境污染，對生態系統和人類健康構成了長期的威脅。

有許多關於不同產業過去和現在 PFAS 使用和污染的案例研究：

• 消防泡沫 (AFFF) 污染： 在美國各地的軍事基地和機場附近都記錄了嚴重的地下水污染案例，這些污染與使用含有 PFAS 的 AFFF 進行消防訓練和應急響應有關 37. 例如，在麻薩諸塞州科德角的某個軍事基地，研究估計 PFAS 污染將持續數個世紀 37.
• 紡織業污染： 在孟加拉國進行的一項研究發現，紡織業造成了嚴重的水污染，幾乎所有水樣中都存在 PFAS，其中許多樣品的 PFAS 含量超過了歐盟和美國的監管限值 23.
• 化學製造業污染： 在荷蘭多德雷赫特的 Chemours（前身為杜邦）工廠，因其全氟辛酸 (PFOA) 的洩漏而面臨訴訟，導致周邊地區的土壤和水受到污染 40. 美國明尼蘇達州也發生了類似的案例，3M 公司因其在東雙子城地區的 PFAS 廢棄物處置而導致飲用水污染，最終以數百萬美元達成和解 41.

這些案例研究突顯了不同產業的 PFAS 使用對環境和人類健康的重大影響，並強調了問責制和補救措施的必要性。

人們越來越意識到 PFAS 的危害，促使人們努力減少或消除這些產業中 PFAS 的使用和污染：

• 法規： 各國政府和國際組織正在實施或考慮實施更嚴格的 PFAS 法規 42. 這包括飲用水中某些 PFAS 的最大污染物含量 (MCL)、將 PFOA 和 PFOS 指定為有害物質，以及禁止在特定應用中使用 PFAS（例如，在某些美國州禁止在紡織品和消防泡沫中使用 PFAS）11. 歐盟也在考慮全面禁止 PFAS 42.
• 最佳實踐： 各產業正在探索和實施最佳實踐，以減少 PFAS 的使用和釋放 12. 這包括使用無氟消防泡沫 (F3) 作為 AFFF 的替代品 50，以及在紡織品中使用基於石蠟或矽酮的拒水處理劑 10. 對於含有 PFAS 的廢棄物的妥善處理和處置，例如 AFFF，也正在製定最佳實踐 12.
• 替代方案： 科學家和工程師正在積極開發 PFAS 的更安全替代方案，用於各種應用 54. 例如，在食品包裝中，可以使用其他阻隔塗層來替代 PFAS 54. 然而，對於某些關鍵應用，例如需要高性能的特殊紡織品（例如，軍用防護服），尋找合適的替代品仍然是一個挑戰 9.

儘管取得了進展，但由於 PFAS 的多樣性以及在許多工業過程中對其性能的依賴，完全淘汰 PFAS 仍然是一個複雜且漫長的過程。

自 20 世紀 40 年代以來，紡織業、消防業、化學製造業、電子和半導體產業以及紙張和包裝業已成為 PFAS 的主要使用者。這些產業在製造過程中利用 PFAS 的獨特性能，作為塗層、助劑和表面活性劑。然而，這些化學物質的持久性、遷移性和生物累積性導致了嚴重的長期環境污染，影響了土壤、地下水、地表水和空氣。案例研究突顯了這些產業造成的廣泛污染及其對人類健康和生態系統的影響。雖然法規正在不斷發展，並且正在探索替代方案和最佳實踐，但由於 PFAS 的普遍存在及其在各種應用中的關鍵作用，減少和消除 PFAS 的使用和污染仍然是一個重大的挑戰。持續的研究、嚴格的法規和產業的積極努力對於減輕這些“永久化學品”造成的長期環境影響至關重要。

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