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REACH丨你真的了解PFAS吗?
来源:汽车质量家 | 作者:沐睿科技 | 发布时间:2024-07-15 | 77 次浏览 | 分享到:
REACH丨你真的了解PFAS吗?

PFAS(Per-and polyfluoroalkyl substances)即全氟和多氟烷基物质,是一类人工合成的化学品,至少含有一个全氟化甲基(CF3或亚甲基CF2碳原子(不含任何H/Cl/Br/I)的任何物质。PFAS包括数百种化合物,其中包括常见的全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛基磺酰氟(PFOSF)、全氟辛基磺酰胺(PFOSA)、全氟辛基磺胺(PFSA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟庚酸(PFHxA)等。

它们在许多工业和消费品中被广泛使用,因为它们具有耐热、耐腐蚀、防水和防油性能。PFAS的一些主要行业部门包括航空航天和国防、汽车、航空、纺织、皮革和服装、建筑和家用产品、电子、消防、食品加工和医疗用品。

PFAS因其持久性和生物累积性质而引起了环境和健康方面的担忧。PFAS被称为“永远的化学物质因为它们中的碳氟键极其稳定,可以在自然环境中保持数千年而不分解,从而造成环境污染。不容易分解,在环境中长时间存在,可以通过水、土壤和空气传播,并可能在人体内累积。些研究表明,长期暴露于高水平的PFAS可能与一些健康问题有关,例如免疫系统影响、肝脏损伤和某些癌症的风险增加。

欧盟REACH法规附录17和SVHC、以及POP法规均对部分含氟物质有管控。


PFAS在汽车上的应用:

1. 动力蓄电池:在现代锂离子电池中,PFAS主要有两种应用为PVDF(聚偏二氟乙烯)被用作涂覆金属氧化物阴极的粘结剂;电解液中的含氟有机添加剂,用于提高电池寿命。例如,氟苯和氟乙烯碳酸酯(FEC)形成一个保护层,防止阳极中的材料与电解质反应。

2. 燃料电池:PFAS在燃料电池中有很多应用。它们存在于:聚合物电解质膜(PEM)、电极、气体扩散层、气体、水和空气通道密封剂、冷却剂回路、在燃料电池中使用的物质必须在化学、机械和热稳定性方面非常稳定,因此由聚四氟乙烯(PTFE)、FEP或氟弹性体(氟橡胶,FKM)制成。

3. 密封件和软管:含氟聚合物,弹性体和热塑性塑料(FKM、FFKM、FVMQ、F-TPV、ETFE和PTFE),在密封和运输各种汽车流体中应用广泛。典型应用包括冷却系统中的密封件和垫圈,冷却液软管,以及动力总成外围设备中的部件。

4. 电子设备:在电力电子领域,PFAS应用于:隔膜、密封件和外壳涂层、液晶和半导体的生产。对于半导体,PFAS用于中央光刻工艺,但PFAS不会出现在最终产品中、安全关键型传感器应用中接触系统中的油、这对于电动汽车应用和自动联网驾驶来说是必不可少的、PFAS也广泛应用于电动汽车的其他电子设备中。

5. 润滑油和润滑脂:典型的物质是聚四氟乙烯和PFPE,常见应用包括:PFAS润滑脂用于电连接器,以限制镀金的厚度、由于缺乏气味和低蒸发速率,用于空气流动的部件、用于安全关键的制动系、插入电接点。

6. 汽车安全系统:安全气囊的充气机、安全关键系统中的传感器、制动系统。

7. 工业纺织品及膜:车辆中的技术纺织品需要具有抗油、水和污垢、高化学稳定性、高耐热性和高抗紫外线的表面,这些主要用于非织造布和膜、燃料电池和电池、气体过滤膜(HVAC)。


PFAS在纺织品的应用:

PFAS在纺织品中的应用使得织物能够在面对水、油和污渍时表现出色。例如,户外运动服装、防护服、家居用品如沙发套和地毯,以及工业用途的材料(如工业滤料)等,经常会采用PFAS处理以提高其功能性能。

纺织品可以通过涂层方法,将含有PFAS的化学涂层施加在织物表面。这种处理方式能够有效提高织物的防水性和耐污性,使其更易于清洁和保持干燥。

PFAS也可以通过浸渍处理加入到纺织品的纤维内部,从而在整个织物中分布。这种方法同样能够增强织物的防水性和耐污性,但相较于涂层处理,浸渍处理更多地改善了织物的整体性能而非表面特性。


PFAS在电镀行业的应用:

电镀是全氟和多氟烷基物质(PFASs)污染的主要来源之一。主要用作表面活性剂、润湿剂或防腐蚀剂等。它们可以帮助改善电镀过程的效率和均匀性,同时提高镀层的耐腐蚀性。半导体制造所需的冷却剂(电子级氟化液即氟油)也属于PFAS产品,因为其具有无色、无味、低粘度、不导电、不易燃、无腐蚀性、高安全性,拥有非常稳定的物理和化学性质,因此被广泛用于半导体蚀刻设备、离子注入设备、化学气相沉积(CVD)设备的恒温冷却。


关于PFAS事件和相关限制法规要求:

PFAS具有广泛的不同物理和化学性质。它们可以是气体、液体或固体高分子量聚合物。它们有时被描述为长链和短链,作为对可能在环境中表现相似的PFAS进行分组的一种方式。PFAS还根据其结构以各种其他方式分为子组。PFAS被广泛使用,因为它们具有独特的理想特性。例如,它们在高温下是稳定的。它们中的许多还具有表面活性剂特性和功能,例如,作为防水和防油剂。使用PFAS的一些主要行业部门包括航空航天和国防、汽车、航空、纺织、皮革和服装、建筑和家用产品、电子、消防、食品加工和医疗用品。在过去的几十年中,全球制造商已开始用短链PFAS或非氟化物质替代长链PFAS。这一趋势的驱动因素是长链PFAS对人类健康和环境的不良影响首先得到了全球科学家和当局的评估和认可。短链PFAS也可能具有类似或其他值得关注的特性。PFAS是一组持久性有机污染物,已在世界各地的非生物环境、生物群落和人类中发现。长距离大气输送被认为是PFAS普遍存在的主要原因,这使得在北极和南极等偏远地区,也检出了PFAS、PFOS、PFOA都属于全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)。有关资料表明,PFAS会对人体健康造成潜在的危害,可能会引发一些人体疾病,如癌症、肝损伤、甲状腺疾病和发育问题,可能导致癌症、体重增加或影响儿童的发育和免疫系统。

1. 第19届持久性有机污染物审查委员会(POPRC-19)于2023年10月9日至13日在位于意大利罗马的联合国粮食及农业组织总部举行。此次会议上,科学家们一致认为长链全氟羧酸(PFCA)、其盐类和相关化合物应被视为危险化学品,并建议将其列入《斯德哥尔摩公约》附件A;

2. 赫尔辛基,2023年6月22日——ECHA社会经济分析委员会(SEAC)通过了最终意见,支持逐步禁止消防泡沫中的全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS),这项限制可以在30年内减少PFAS向环境中的排放约13200吨;

3. 赫尔辛基,2023年3月22日-由丹麦、德国、荷兰、挪威和瑞典当局向ECHA提交了为期六个月的关于限制PFAS的提案,磋商截止时间为2023年9月25日。2023年9月26日——在9月25日咨询结束时,ECHA收到了来自4400多个组织、公司和个人的5600多条评论。4400多个组织、公司和个人就在欧洲经济区限制全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)的提案提交了意见和信息;

4. 2023年11月日本媒体最新调查报道,日本大阪府部分居民血液中有机氟化合物含量偏高,健康受到威胁。调查人员分析,这可能与当地河流和地下水中全氟和多氟烷基物质含量超标有关;

5. 援引新华社微信客户端报道。日本媒体报道,2019年一项水质调查显示,东京多摩地区国分寺市一处净水设施检测出有机氟化合物,含量为日本国家标准的两倍多。2018年一项调查中,在位于美军横田基地东侧的立川市,一处井水检测出有机氟化合物,含量高达日本国家标准的27倍,祸首疑为美军基地使用的泡沫灭火剂;

6. 2022年,美国加利福尼亚州检察部门10日宣布起诉3M公司、杜邦公司及其他16家化工企业,指控它们长期隐瞒一类化工产品污染环境和危害公众健康的事实,要求补缴清理污染的费用。加州总检察长罗布·邦塔说,被告企业生产的多氟烷基和全氟烷基(PFAS)化学品自上世纪四五十年代以来用于多种消费者产品,包括灭火剂、不粘锅、清洁喷雾、防水运动用品、防污地毯、化妆品,因为这类化合物在自然环境中极难降解,一旦进入人体血液也会长久积存,被称为“永驻化学品”;

7. 电影《黑水》讲述了罗伯特·比洛特对化工巨头杜邦公司提起的环境诉讼,从而揭露了几十年来杜邦公司生产含有PFOA或C8的不粘锅化学污染的事件;

8. 2004年,世界自然保护基金会在日内瓦发布公报称,在欧盟14位环境部长的血样检测中,总共发现了55种化学物质。公报说,在部长们的血液中发现的化学物质都来源于日常生活,有的来自做过防火处理的长沙发、长柄不粘煎锅、比萨饼盒,有的来自香水和杀虫剂等。其中,有些化学物质几十年前就已经禁止使用,有些则仍在使用;

9. 2022年,国外环境公益组织Ecology Center的一份报告称,在检测中发现麦当劳、汉堡王及Wendy's等主要快餐店的食品包装中检测出有毒物质PFAS。

10. 2023年3月15日,据科技日报消息,美国佛罗里达大学一项新研究发现,全球各地卫生纸都被检查出含有有毒的全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS),这是一种有害的“永久性化学品”,当它被冲下厕所马桶并被送往污水处理厂时,这些化学物质混在处理厂的污水污泥中,最终作为肥料扩散到农田里,或者泄漏到水道中,将会造成严重的水污染。这一研究发表在最新一期《环境科学与技术快报》杂志上;

11. 欧洲的数据表明,大约有170种PFAS成分用于化妆品和个人护理产品中。每年有超过80000公斤的PFAS在产品使用后可能被释放到废水和固体废物流中,这是PFAS在环境中的一个重要来源;

12. 绿色和平抽验来自全球10个偏远地区的雪及湖水样本,发现这些没有人类活动的地方,均受到环境激素“全氟化合物(PFCs)”的污染。其中来自斯洛伐克的高塔特拉山、意大利的锡比利尼山和瑞士的艾伯塔斯山的样本PFCs含量较高。PFCs是一类人造化学物质,不但会污染环境,部分PFCs更会影响人类的内分泌系列,甚至致癌。由于它具有防水防污的特性,因此受到户外品牌的青睐,常被应用于生产户外防水用品。绿色和平呼吁户外品牌尽快淘汰PFCs及其他有毒有害化学物质;同时各国政府亦应遵从预防性原则,全面限制PFCs这类化学物质。绿色和平项目主任连佩怡指出:“PFCs已是无处不在,就连海拔超过5,000米的哈巴雪山上的无人区域也发现PFCs。它们能够作长途旅行,由污染源飘移到地球上所有地方,且难以自然分解。若户外品牌不尽快淘汰PFCs,环境后果将不堪设想。”

13. 2023年3月22日由丹麦、德国、荷兰、挪威和瑞典当局向ECHA提交了为期六个月的关于限制PFAS的提案,磋商截止时间为2023年9月25日,2024年ECHA会就正在提出的PFAS全面限制提案进行多次会议以确定最终意见。

14. 2024年4月4日,法国国民议会最终以186票赞成、零票反对的结果获得通过一项历史性法案,旨在禁止使用对环境和人体健康有害的永久性污染物PFAS。

15. 2024年6月,明尼苏达州通过了一项法案,将禁止PFAS的所有非必要用途,PFAS是一类在人体和环境中积累的有害化学物质。第一轮限制措施将于2025年生效,禁止销售13类含PFAS的产品,包括月经用品、炊具、儿童用品和某些类型的消防泡沫。

16. 2024年6月5日,美国康涅狄格州州长签署了SB292法案(Public Act No.24-59,第24-59号公共法案),更新管控各种消费品的PFAS法规。自2026年1月1日,任何人不得在该州分销、销售或要约销售任何含有PFAS的新或未使用过的极端潮湿条件下的户外服装,除非产品附有清晰且易于识别的声明“Made with PFAS chemicals”的披露,包括该待售产品的任何在线清单。

17. 2020年7月1日起,在丹麦生产和销售的食品接触用纸和纸板制品将不得使用全氟及多氟化合物(PFAS),这意味着丹麦成为全球首个立法禁止在食品接触纸制品中使用全氟及多氟化合物的国家。


PFAS的主要检测方法

燃烧炉-离子色谱法(CIC)

将样品在燃烧炉中加热,目标物质转化为氟离子,用离子色谱仪检测溶液中的总氟或可萃取有机氟含量。

粒子诱导γ射线发射法(PIGE)

用γ能谱仪检测样品中被粒子束轰击后19F的衰变,获得样品中总氟的含量。

中子活化分析法(INAA)

用γ能谱仪检测样品中通过中子活化产生的20F的衰变,获得样品中总氟的含量。

液相-串联质谱法(LC-MS/MS)

样品进行处理后,用液相色谱仪对其中的物质进行分离,用串联质谱进行定性定量分析。


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