实验室测试中，一种常见的肥皂成分可以破坏某些 PFAS

从洗发水到不粘锅再到快餐包装纸，它们无处不在。它们存在于全球的水、空气和土壤中。它们对健康有害，而且有 3,000 多种。它们被称为“全氟和多氟烷基物质”，​​简称 PFAS。根据美国环境保护署 (EPA) 的说法，PFAS 是一种广泛使用的化学物质，需要几代人才能分解。它们可能会导致各种健康风险，包括生育能力下降、儿童发育迟缓以及某些癌症风险增加。

然而，一支化学家团队发现了一种廉价而有效的方法来销毁这些永久性化学物质，该方法使用了一种非常常见的家用物品的成分：氢氧化钠，俗称碱液，用于制造肥皂。根据《科学》杂志最近的一项研究，氢氧化钠与水和有机溶剂混合后很容易降解 PFAS。这种混合物并不适用于所有 PFAS 化合物，但它为一种从土壤和饮用水中去除污染物的廉价方法提供了潜在的蓝图。

“PFAS 已成为一个重大的社会问题，”领导这项研究的西北大学教授 William Dichtel 在一份新闻稿中表示。“即使只有极少量的 PFAS 也会对健康造成负面影响，而且它不会分解。我们不能只是等待这个问题的解决。我们希望利用化学来解决这个问题，并创造一个全世界都可以使用的解决方案。这很令人兴奋，因为我们的解决方案非常简单——但尚未被认识到。”

为了揭开 PFAS 坚不可摧的秘密，科学家们研究了化学键。PFAS 含有许多碳氟键，这是有机化学中最强的键。氟是电负性元素，非常需要电子，而碳更愿意放弃电子。“当两个原子之间存在这种差异时——它们的大小大致相同，即碳和氟——这就是形成真正强键的秘诀，”迪希特尔解释说。

两年前，美国环保署的研究人员偶然发现了一种更好的方法。在一项毒性研究中，他们将一种 PFAS 化合物放入一种名为 DMSO 的常见溶剂中，结果 PFAS 化合物开始降解。在阅读了阿尔伯塔大学的一项研究后，Dichtel 的团队还发现了化合物头部的一个潜在弱点。

在碳氟键的长尾一端，有一个不带电的基团，通常含有带电的氧原子。研究小组通过将 PFAS 与一种名为氢氧化钠的常见试剂一起在一种名为二甲基亚砜的溶剂中加热，找到了这个头部基团。实验将键的头部基团斩断，留下了一个反应性尾部。

“这引发了所有这些反应，并开始从这些化合物中释放出氟原子，形成氟化物，这是最安全的氟形式，”迪希特尔说。“尽管碳氟键非常强，但带电的头部基团却是它的致命弱点。”

本研究中的 PFAS 化合物用于灭火泡沫和不粘涂层的生产。它们含有一种称为羧酸的化学基团，或一小簇碳、氧和氢原子。下一步将在其他 PFAS 上尝试这种技术。

“这是令人鼓舞和充满希望的，”环境工作组（一家密切关注该问题的美国非营利组织）的环境化学家 Tasha Stoiber 在接受《科学》杂志采访时表示。她说，目前确实存在收集和处理 PFAS 化合物的方法。“但成本极其昂贵。”

据州际技术与监管委员会 (ITRC)称，第一种 PFAS 是在 20 世纪 30 年代发明的。它们是不粘和防水涂料的主要成分。在 20 世纪 60 年代，福莱斯特号航空母舰发生火灾，造成 130 人死亡后，这种化学物质的开发有所增加。制造商和科学家开发了一种含有 PFAS 的泡沫混合物，可以快速灭火，称为水成膜泡沫 (AFFF)，这种化学物质变得无处不在。

根据 2006 年美国环保署针对这些物质的管理计划规定，截至 2015 年，美国已不再生产或使用这两类 PFAS（PFOA 和 PFOS）。但这两种化学物质仍会持续存在于环境中，因为它们不会降解。

更正：本文的先前版本称科学家使用肥皂来降解 PFAS。他们使用了肥皂中的一种成分氢氧化钠。