李津津 肖 山 肖 鑫 张 玉 姚素梅
(天津长芦新材料研究院有限公司,天津 300350)
全氟烷基物质(PFAS)是一系列的人造化学品,也被称为PFC、FC或碳氟化合物,按链长大致可以分为长链及短链两大类。目前,世界上有3 000~5 000种PFAS类产品,在PFAS产品中研究和使用最多的是PFOS(全氟辛烷磺酸)和PFOA(全氟辛酸)。这两种化学物质在自然环境和人体中可持久性存在,随时间推移会在自然界和人体内积累。
PFOA分子式C8HF15O2,分子质量414.07,白色结晶,微溶于水,熔点52~56 ℃,沸点189 ℃。PFOA由辛酰氯为原料通过电化学氟化法制得,主要用作聚四氟乙烯、氟橡胶聚合时的分散剂,也用作制备憎水、憎油剂的原料和选矿剂。
PFOA以阴离子形式存在于盐、衍生体和聚合体中,因其具有防油、防水性而作为原料被广泛用于各种防油纸袋、纺织品、地毯、鞋材、纸、涂料、消防泡沫、影像材料、航空科技、运输以及厨具等产品中。也可用于光微影制程,包括光酸生成剂(PAGs)和防止反射涂层(ARCs)等。PFOA分解后,会在环境和人体中释放出来,存在毒性危害的可能性。
中国对于PFOA的研究与生产起始于20世纪60年代末,其采用的工艺为电解氟化法,产品大部分供应国内氟聚合物生产企业作为分散剂使用。
2015年,国内采用乳液法生产的含氟聚合物总产量约6万t左右,消耗PFOA约200 t。除中国本土企业外,部分国际知名氟化工企业在中国建有氟聚合物生产工厂,在生产过程中也同样需要使用分散乳化助剂。基于相关法规限制,自2016年起,在华外资企业已全部停止使用PFOA类物质及相关产品。
目前,美国和加拿大等国家已经禁止生产和使用PFOA,欧盟REACH法规也要求自2020年7月4日起开始禁用PFOA,部分豁免情况除外。
2006年,美国EPA向全球主要氟化工巨头约谈PFOA的淘汰问题,最后形成PFOA自主削减计划,包含两个时限:一是到2010年PFOA排放量减少95%;二是到2015年实现完全淘汰。截至2015年12月,所有目标已全部实现。
2016年10月,加拿大Gazette发布公告,修订SOR/2012-285《禁止特定有害物质法规》。此次修订内容主要包括新增HBCD(六溴环十二烷)、PFOA(全氟辛酸,其盐类及前驱体)、LC-PFCAs(长链全氟羧酸,其盐类及其前驱体)、PBDEs(多溴二苯醚)和 PFOS(全氟辛烷磺酸)5项有害物质的管控要求,要求禁止生产、使用、销售、供应或进口含有PFOA、PFOS、长链全氟羧酸及其盐类和前驱体的产品。但该5项物质仍然允许用于实验室分析或科学研究。《禁止特定有害物质法规》的管控物质和管控要求如表1所示。
表1 《禁止特定有害物质法规》的管控物质和管控要求
2013年6月,PFOA被REACH法规归类为持久性、生物累积性、毒性物质(PBT),并在2013年6月20日被纳入REACH法规中高度关注物质(SVHC)清单。
2014年10,德国和挪威向欧盟化学品管理局ECHA提议将PFOA加入REACH附件XVII,对PFOA生产、投放市场及使用加以限制。
2015年8月和12月,ECHA风险评估委员会(RAC)和社会经济委员会(SEAC)相继发布其观点,对提案中的限量和管控范围进行了调整。委员会认为PFOA及其盐类和相关物质的生产、使用和投放市场,会对人类健康和环境产生不可接受的风险,应该加以限制。
2017年6月,欧盟在其官方公报上发布(EU)2017/1000,新增REACH法规附件XVII第68项关于全氟辛酸的限制条款,正式将PFOA及其盐类和相关物质纳入REACH法规限制清单。法规于官方公报发布后第20天开始生效,适用于所有成员国。根据该修订法规,自2020年7月4日起,PFOA及其盐类含量超过25 ug/L、或PFOA相关物质(可降解或转换为PFOA的物质)单个物质或总物质含量超过1 000 ug/L的混合物或物品将禁止生产或投入市场[1-2]。REACH法规附件关于PFOA的限制内容如表2所示。
表2 REACH法规附件关于PFOA的限制内容
2019年,国际斯德哥尔摩公约第九次缔约方大会批准增列PFOA、其盐及其相关化合物为POPs受控物质。包括中国在内的180多个国家同意根据“关于持久性有机污染物的国际斯德哥尔摩公约”,禁止生产和使用PFOA、其盐类和PFOA相关化合物。包括中国在内的180个成员国将有12个月的时间完全实施这项禁令。公约对中国、欧盟和伊朗准许了额外的PFOA豁免,用于生产含氟聚合物、医用纺织品和电线。
目前,我国是国际上仍规模化生产和使用PFOA的国家之一。根据国家生态环境部对外合作与交流中心部分招标文件信息显示,目前我国正在进行PFOA、PFHxS、其盐类及其相关化合物淘汰的社会经济影响分析与淘汰战略研究分析项目,预计未来将会推出PFOA相关限制政策法规。
考虑到PFOA对于环境和人体健康的危害性,目前,国外多个国家已不同程度地禁止生产和使用PFOA。在我国,PFOA在含氟聚合物、医用纺织品和电线等领域虽然仍可以使用,但相关限制法规也在编制起草中。未来,环保型、无毒型PFOA替代品的研发生产将是我国含氟材料发展的必然要求,高端化、精细化、差异化的产业布局思路将成为我国含氟新材料领域发展的重要方向。