文章專區

在日常生活中，從不沾鍋、防水外套到化妝品，許多產品都含有「永久性化學物質」（per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS）。這些化合物因為獨特的碳－氟（carbon–fluorine, C-F）鍵結構，具有優異的防水、耐熱和防油特性，在日用品中扮演重要角色，但同時也帶來了嚴重的環境問題。

PFAS為什麼被稱為「永久性化學物質」？主要是因為它們在環境中極難分解，可能需要超過1000年才能完全降解。更令人擔憂的是，這些化學物質已經遍布全球各個角落，從河流到山頂都能檢測到PFAS的存在。研究也顯示，PFAS與多種健康問題有關，包括癌症和免疫功能低下等。

然而，近期發表在《自然》（Nature）期刊的兩篇論文，分別提出可以破壞PFAS中碳－氟鍵且低耗能的方法。第一種方法來自美國科羅拉多州立大學（Colorado State University）的米亞克（Garret Miyake）研究團隊。他們開發出一種催化劑，能夠利用可見光的能量將碳－氟鍵還原為碳－氫鍵。這種方法雖然還不能處理鐵氟龍（Teflon），但是能處理其他類型的PFAS。第二種方法則是由中國科學技術大學的康彥彪團隊提出。他們同樣使用光催化技術，但目標是將PFAS分子完全分解為小分子。值得一提的是，這種方法在40℃以下的溫度就能發揮作用，意味著此技術具有很高的實用性和經濟效益。

這兩項突破性研究為解決PFAS汙染問題帶來一線曙光，但若要將這些實驗室技術轉化實際應用於環境中，仍需要更進一步的研究。例如開發能在廢水處理或汙染土壤修復中使用的催化劑。另外，如果能開發出直接利用太陽能驅動分解的催化劑，將帶來更大的環境效益。

除了技術突破，全球各地也在加強對PFAS的管制。歐洲化學品管理局（European Chemicals Agency, ECHA）正提案考慮禁止使用一萬種含PFAS的化學物質。美國環境保護署（Environmental Protection Agency）更設定了飲用水中PFAS的安全含量，甚至要求某些PFAS的含量需趨近於零。然而在醫療、運輸領域中，要完全禁止使用PFAS仍是一大挑戰，因為這些化學物質具有不可替代的作用，且目前缺乏適當的替代品，暫時無法全面禁止。製藥領域的科學家也正在努力開發含有碳－氟鍵，但能夠在離開人體後安全生物降解的藥物分子。

藉由創新的化學技術以及管理策略的更新，人類或許有機會解決PFAS帶來的環境問題。雖然前路充滿挑戰，但科學界已經邁出了重要的一步，朝著讓永久性化學物質不再「永久」的目標邁進。

新聞來源
Editorial. (2024 November 20). 'Forever' chemicals can be destroyed withclever chemistry — now test these techniques outside the lab. Nature. https://www.nature.com/articles/d41586-024-03753-z