科学家们近期找到了一种利用光催化技术降解PFAS的新方法，为解决“永久化学物质”污染带来了新希望。研究发现，通过特定的催化剂和可见光，可以有效削弱PFAS中坚固的C-F键，将其分解为无害物质。同时，研究还强调了PFAS对环境和人类健康的潜在威胁，并提出了通过煮沸和活性炭过滤等方法降低水中PFAS浓度。此外，更新法规、加强监管，以及寻找安全的PFAS替代品，也是解决这一问题的关键。

💡PFAS，即全氟和多氟烷基物质，因其超强化学稳定性和广泛应用，被称为“永久化学物质”。它们存在于不粘锅涂层、防水衣物等产品中，但难以在自然环境中降解，对生态系统和人类健康构成威胁。

✨科学家们开发了利用光催化技术降解PFAS的新方法。例如，加雷特·米亚凯团队使用BPI催化剂和蓝色光，康彦彪团队设计了新型光催化剂KQGZ，利用可见光切断PFAS中的C-F键。

🔬研究表明，光催化技术在降解PFAS方面具有高效、温和和环境友好的优势，为处理PFAS污染提供了新思路。同时，研究人员还发现，煮沸和活性炭过滤可以降低水中PFAS浓度。

🌏除了技术突破，更新相关法规、加强监管和寻找安全的PFAS替代品也至关重要。全球正在努力限制PFAS的使用，并推动开发既稳定又安全的含氟替代品。

最近，科学家们找到了一种新方法来对付被称为“永久化学物质”的污染物——PFAS。过去处理PFAS的方法要么成本太高，要么需要消耗大量能源，现在，科学家们有了新招，他们发现了一种特殊的催化剂，只需要普通的可见光就能够削弱PFAS中非常牢固的C-F键。

永久污染物

含氟化合物堪称材料界的“神奇存在”，它们以超强的化学稳定性和疏水疏油特性著称，其中全氟和多氟烷基物质（PFAS）及含氟聚合物更是佼佼者。它们被广泛用于不粘锅涂层、防水衣物、食品包装、化妆品和工业润滑剂等，极大地改变了人类的生活，推动了材料科学和消费品工业的飞速发展。

烧瓶中含有化学污染物质的水样。视觉中国|图

但这些“神奇物质”也有隐忧。它们在自然环境中几乎无法降解，PFAS分子中的碳-氟（C-F）键极其牢固，这种超强稳定性让它们在自然环境中难以分解，甚至可能在地球上存留数千年之久。不仅如此，随着时间推移，PFAS在环境中的积累愈发严重，它们悄无声息地潜入地表水、地下水、土壤和大气中，甚至通过食物链进入人体。这种广泛而持久的污染，对生态系统和人类健康构成了严峻威胁，并通过水、空气和食物链在生态系统中广泛传播，最终在动植物体内积累。

2024年10月国家纳米科学中心陈春英院士团队与中国科学院生态环境研究中心王亚韡研究员团队合作，开展了一项关于PFAS对肺癌转移影响的研究。研究采集了健康志愿者和肺腺癌患者的血液及组织样本，精确测定了不同人群中PFAS的浓度水平和分布特征。结果发现，全氟辛酸（PFOA）是人体内富集含量最高的PFAS单体之一，肺腺癌患者体内PFOA的含量显著高于健康志愿者。此外，肺癌细胞转移、高分期患者的体内PFOA富集量也显著高于低分期的肺癌患者。结合肺癌动物模型。在环境相关剂量下，PFOA暴露能够显著促进肺内转移和胸腔转移，并且呈现剂量依赖性，这表明PFOA暴露能够促进肺癌转移。在细胞模型验证实验中，经PFOA暴露后，肺腺癌细胞系中的整合素表达下调，与肺腺癌患者的肿瘤中观察到的表达趋势相似。

面对这种污染，传统的处理方式通常需要借助强碱、高温或高压等极端条件。然而，这些方法不仅消耗大量能源，还可能引发新的环境污染问题。含氟化合物种类繁多，也让回收和处理技术的开发面临巨大挑战。这些曾经的“神奇物质”成了亟待解决的难题。

降解新方法

2024年11月《自然》（Nature）期刊上发表了两项关于解决PFAS污染问题的创新研究。美国科罗拉多州立大学的Garret Miyake（加雷特·米亚凯）团队和中国科学技术大学的康彦彪团队分别提出了利用光催化技术降解PFAS的新方法，为处理这种“永久化学品”带来了新的希望。

加雷特·米亚凯团队开发了一种有机光催化系统，利用一种名为苯并[ghi]苝酰亚胺（BPI）的催化剂与四丁基氟化铵（nBu?NF）组合，在蓝色光的照射下激活PFAS中的C-F键。这种系统不仅能够高效地将氟苯、烷基氟化物等含氟化合物转化为脱氟产物，还能成功降解像全氟辛酸（PFOA）这样高稳定性的PFAS化合物。更令人兴奋的是，该方法还能对含氟聚合物进行可控脱氟，展示了广泛的适用性。康彦彪团队取得的突破性进展是设计了一种新型的有机光催化剂KQGZ，这种催化剂含有扭曲的咔唑结构，能够在407纳米波长的可见光下切断PFAS中的C-F键。实验表明，这种催化剂在40-60℃的温和条件下就能将PFAS分解为无机氟盐和碳资源。这种方法不仅适用于多种全氟烷烃小分子及其衍生物，还能将超过80%的氟原子转化为氟化钾，从而实现氟的高效回收。

这两种光催化方法都巧妙地利用了可见光的能量，通过简单的化学反应来降解PFAS。与传统的高温或强化学处理方法相比，光催化技术更加温和、高效且环境友好。不仅为解决PFAS污染提供了新的思路，还为未来开发更多可持续的环境修复技术奠定了基础。

更多的工作

这两项在《自然》期刊上发表的光催化降解PFAS的研究成果无疑是重大突破。它们的应用有望大幅降低PFAS对环境和人类健康的损害。然而，我们仍需认识到，彻底解决PFAS问题仍有很长的路要走。这些研究成果需要在实际场景中进行广泛测试，验证其有效性和可行性。

2024年南方科技大学和伯明翰大学的研究人员在《水》（ACS ES&T Water）上发表的研究分析了15个国家的瓶装水样本，以及中国和英国的自来水样本，发现99%的瓶装水中存在永久化学物质，引人注意的是，中国自来水中PFAS浓度显著高于英国。研究还分析了煮沸和活性炭过滤对水中PFAS浓度的影响。结果显示，煮沸可以将水中的PFAS浓度降低50%，而活性炭过滤可以将浓度降低90%。这些简单的处理方法对降低水中PFAS含量非常有效，强调了在日常生活中采取这些措施的重要性。

虽然处理PFAS污染的技术正在不断进步，但更新相关法规并加强监管同样刻不容缓。目前，科学家们正在建议欧洲化学品管理局（ECHA）禁止约10000种常用的PFAS物质。全球层面的《斯德哥尔摩公约》也在重新审视PFAS的相关规定，计划将更多PFAS列入禁止名单。与此同时，各国正在加强对饮用水中PFAS含量的限制，以更好地保障公众健康。

除了法规的更新，寻找安全的PFAS替代品也迫在眉睫。在医药领域，科学家们正在努力研发既能保持药物稳定性，又能在体内安全降解的含氟药物分子。在制冷剂等领域，虽然已经有非氟替代品如氨气和二氧化碳，但这些替代品距离大规模应用仍需克服技术和监管等方面的障碍。