環境與生態

全氟化物禍及飲用水

美國許多地區的飲用水遭受全氟化物(PFCs)污染而成為民眾關注的「熱點」,科學家和政府仍在努力確認危險程度。

撰文/施密特(Charles Schmidt)
翻譯/甘錫安

環境與生態

全氟化物禍及飲用水

美國許多地區的飲用水遭受全氟化物(PFCs)污染而成為民眾關注的「熱點」,科學家和政府仍在努力確認危險程度。

撰文/施密特(Charles Schmidt)
翻譯/甘錫安


美國新罕布夏州朴茨茅斯的皮斯國際商港港務局園區花木修剪得十分整齊,園區內有250家公司、一座高爾夫球場和兩所日間托育中心,每天有將近一萬人在這裡工作。不過,此處地底藏有遺毒。在1988年以前,此處是美國空軍基地,定期訓練時,消防人員會燃燒舊飛機,再以化學泡沫滅火。當時看來,泡沫滲入土壤似乎沒什麼關係,但數十年來,泡沫污染了皮斯園區員工和他們小孩飲用的地下水。


三年前,科學家化驗皮斯園區的飲用水,發現其中含有全氟化物(PFCs),濃度高達美國國家環境保護署(EPA)飲用標準的35倍,PFCs是滅火泡沫中用來悶熄燃料火焰的成份之一。數十年來,用在數百種產品中的PFCs已滲入並散佈全球各地的土壤和地下水,而經由飲用水、食用作物、肉類和魚類,工業社會的每個人血液中都有少量PFCs。更令人憂心的是,這種化學物質可能會在製造該產品的地點不斷累積。生活在這些「熱點」周遭的居民,體內PFCs濃度遠高於平均值。


全球熱點的數目也不斷攀升。2016年5月,EPA引用剛發表的數據,指出這種化合物毒性對胎兒和以母乳餵養的幼兒來說格外強烈,因此把飲用水中PFCs的安全濃度標準調降到70兆分比(ppt),相當於在20座奧運規格的游泳池中加入略多於半茶匙的量。因此,全美有20多州的社區回報當地PFCs濃度超出新標準;更多城市開始注意並發現自己的社區也有這個問題。


美國許多地區的飲用水原本便飽受鉛和其他化學物質污染,這些新發現更加深民眾對於飲用水沒有獲得適當保護的擔憂。現在越來越多地區發現飲用水中含有PFCs,使得PFCs逐漸獲得重視,而且PFCs隨飲用水進入人體後,會與攝取自食物和商業產品等其他來源的PFCs一同累積。2013~2015年,EPA檢驗全美用戶超過一萬名的自來水公司,並取得用戶數少於一萬名的800個給水系統的樣本,其中66家公司至少有一個樣本超過EPA的新標準,總用戶約有600萬名。


許多州已經開始採取行動。去年夏天,美國衛生官員建議阿拉巴馬州北部10萬居民避免使用遭到PFCs污染的自來水,並等待臨時給水;在賓州巴克斯和蒙哥馬利等郡,當地政府已在去年10月關閉22處公家和150處私人飲用水井,多達10萬名用戶受影響;在俄亥俄州和西維吉尼亞州,3500人聯合控告PFCs的主要製造商杜邦公司,他們指出,杜邦設置於兩州交界的華盛頓化學工廠,是當地居民罹患癌症和其他疾病比率增加的主要原因;一年多前,紐約州政府要求胡西克瀑布周圍居民不要飲用當地的水,但問題尚未完全釐清。美國環境工作小組資深科學家安德魯斯(David Andrews)表示:「關於究竟有多少社區受PFCs影響,我們認為已知的只是冰山一角,真實數量可能更加龐大。」


血液中PFCs濃度過高引起的健康疑慮不只是癌症,還包括免疫系統受抑制和生育問題。影響人體健康的確切濃度目前還不清楚,因此引發容許攝取量的相關爭議。


堅不可摧的人造分子


PFCs於1940年代由明尼蘇達礦業製造公司(現在的3M)開發,已經大量生產數十年。PFCs的分子結構看起來像拉鍊,由主鏈的碳原子和穿插的氟原子組成,形成耐久、難以穿破的薄膜。舉例來說,如果在雨衣、地毯甚至電腦晶片表面塗佈這種堅硬光滑的薄膜,就可讓水、油和塵土自然滑落。此外,PFCs還可用在烹飪和食品儲存容器的製造上,例如不沾鍋、披薩盒襯紙和爆米花袋,這種化學物質可讓鐵氟龍等其他塗層均勻分佈在接觸食物的表面。業界試圖在塗佈完成後除去PFCs,但研究人員對去除程序是否有效看法不一,PFCs仍可能殘留在不沾鍋等產品的塗層中,並且在加熱時釋出。


許多公司長久以來製造並使用這種化學物質,今天全球市場上仍有超過3000種產品。PFCs塗層的結構穩定性讓它廣為使用,卻可能危害人體健康和環境。碳氟鍵為人工製造,不存在於自然界,微生物無法分解,也不能在陽光照射下分解或轉變成土壤、植物或人類與動物體內任何物質。已經製造出來的PFCs分子大多仍留存在地球上。科學家已在北極熊、鯨豚、魚類和美國人食用的各種農產品中化驗出PFCs。瑞典斯德哥爾摩大學的教授及化學家科森斯(Ian Cousins)表示:「PFCs只能稀釋和分散,環境中沒有任何東西能分解它。」


多年來,PFCs產品的主要成份是主鏈為八個以上碳原子的長鏈化合物。產量最大的兩種化合物分別是用於製造鐵氟龍和Gore-Tex的全氟辛酸(PFOA,又稱C8);以及過去做為Scotchgard紡織品保護劑和許多滅火泡沫主要成份的全氟新烷磺酸(PFOS)。其他廣泛使用的化學污染物例如戴奧辛和DDT通常累積在脂肪組織內,PFCs則在血液中累積,再隨尿液排出。不過長鏈PFCs會於膀胱再次吸收,因此在血液中循環多年。


因此21世紀初,美國、歐洲和日本的PFCs主要製造商大多加入由EPA協調的行動,自願停止生產長鏈PFCs:目標在2010年減產95%,2015年停產其餘5%。家中的舊產品當然仍可能含有這類化學物質;某些未參與這項自願計畫的公司也持續生產、進口並使用長鏈PFCs,中國的企業每年仍然製造多達500噸PFOA和PFOS。停止使用長鏈PFCs的企業已經改用替代產品,例如可排出體外的短鏈PFCs;短鏈PFCs不會留在血液內,對人體危害應該較少,但依然會留在環境中。2015年5月,200多位科學家在西班牙簽署馬德里聲明以提醒民眾:目前在市場上,短鏈PFCs用於製造再經加工的家具軟墊及其他產品,但關於它們的化學結構、性質、用途或生物影響等公開資訊仍然相當缺乏。


科森斯表示,在製造商願意停用長鏈PFCs之前,食品包裝和經過加工的布料是一般民眾接觸到PFOS和PFOA的主要原因;現在則主要來自遭受PFCs污染的魚類或農產品。PFCs商品逐漸減少後,人類血液中的PFCs濃度也隨之降低。1999年,美國疾病防制中心(CDC)首次注意到,美國人血液中PFOA的濃度略高於每毫升5奈克(ng/ml)。2012年,依據CDC最新公佈的資料,這個數值已經降低一半以上。美國人血液中PFOS的平均濃度降低更多,同一時期內從30ng/ml降到略高於6ng/ml。


然而,飲用水遭PFCs污染的熱點越來越多,這些降低的平均濃度對當地民眾沒什麼安慰效果。在這些熱點,民眾血液中的PFCs濃度往往高到破表。新罕布夏州政府於去年6月公佈一項在皮斯進行的研究結果:將近1600位接受檢驗的民眾(其中1/4是由當地日間托育中心照顧的兒童)血液中的PFCs平均濃度遠高於全美平均值;西維吉尼亞州伍德郡杜邦化學工廠周圍居民的血液中PFCs濃度也異常高,七萬名當地居民的PFOA平均濃度是28ng/ml,其中半數人超過82ng/ml。艾茉利大學羅林斯公共衛生學院教授及流行病學家史提恩蘭德(Kyle Steenland)指出:「接觸最多PFOA的民眾,血液中平均濃度超過1000ng/ml。」在美國,軍事設施、化學工廠和污水處理廠周圍的PFCs熱點可能有數十萬居民,國外可能有多達數百萬人居住在這些地點。


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