好奇心

特氟龙等永久化合物的潜在危害

我的专业与工作（至少迄今为止）与化学或医学毫无关联。行文时，我尽可能参考了可靠度较高的来源，并做出谨慎的陈述，但很可能仍然存在各种错误。本文只是好奇心过度旺盛的产物，不构成任何医疗建议。

特氟龙等PFAS物质因其不与其他物质发生反应的特性，帮助不粘锅实现其功能，也在其它产品中被广泛应用。然而，随着研究不断深入，学界发现PFAS物质可能存在风险。正常烹饪过程中，不粘锅涂层释放有害物质的可能性较小，且弃置可能带来浪费和更大污染。但是，如果使用妥当，铸铁锅同样可达到接近不粘锅的“不粘”效果，且寿命显著长于不粘锅。消费者不应丢弃一个正常使用的不粘锅，但可以考虑在未来更换铸铁锅等无PFAS的产品。

不粘锅的涂层只是PFAS的一种

Skeletal structure of PFAS

全氟/多氟烷基物质 (Per- and Polyfluoroalkyl Substances, PFAS) 是一系列合成物质的统称，自从上世纪40年代起就被广泛运用在各类产品中。其中，全氟辛酸PFOA、全氟辛烷磺酸PFOS等由于较为明确的健康和环境风险，已经逐步被其它PFAS物质淘汰。

PFAS的主要特征之一是：它们几乎不与其他物质反应，也很难分解（因此又被称为“forever chemicals”或“永久化合物”）。这一特征主要是由于其作为碳氟化合物，碳链表面被氟原子紧密包裹，同时呈现疏水和疏油特性，并且碳-氟键高度稳定难被破坏所致。

不沾锅表面最常见的涂层是特氟龙Teflon，其正式名称为聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）。特氟龙属于PFAS家族。

PFAS在不粘锅之外的各类场所广泛存在

PFAS在水、土壤、空气、食物以及居住和工作场所的各类材料中广泛存在。仅在家中，PFAS就广泛使用于抗污地毯、牙线、雨衣等等地方。CDC调查显示，绝大多数美国人都或多或少暴露于PFAS，尽管大多数人的暴露量很小，但部分PFAS可在体内随时间富集。

PFAS Cycle

PFAS存在潜在的健康隐患

PFAS被称为“永久化合物”，因为在正常状况下，它几乎不与任何物质发生反应。然而，鉴于其包含的氟化甲基或亚甲基（$-CF_3 / -CF_2-$）与体内脂肪酸的烃基（$-CH_*$）类似，PFAS在体内可能影响脂肪酸正常工作。PFAS也可能由于形态近似而影响部分受体的正常工作，进而影响胰岛素分泌等人体正常机能。

EPA认为PFAS的风险仍需进一步评估

DuPont等公司在生产特氟龙的过程中曾经使用了PFOA等材料，导致生产污染并困于诉讼，随后转而使用GenX作为生产原料。美国国家环境保护局（EPA）在2023年3月发布了GenX的毒性分析报告（Factsheet）。其中，GenX的口服慢性参考剂量（chronic RfD，即EPA认为最低终身持续服用而不会造成健康问题的剂量）为每公斤体重每天不超过3ng（3ppt，或0.000003mg）。这一标准较EPA在2018年发布的草案下调了96%（原本为80ng/公斤体重/天）。

EPA在2023年发布了一份全国主要饮用水监管建议草案（Proposed NPDWR），其中将PFOA和PFOS的最大污染水平目标降为0ppt（主要原因是其致癌性），而PFNA、PFHxS、PFBS以及GenX则作为混合物进行监管。完整技术文档的公开介绍可在此处查阅。

然而，EPA在2023年8月再次要求多家生产厂商对HFPO-DAF（GenX相关品）的风险进行评估，并称：“对于多种PFAS对人体可能造成的危险，我们仍然知之甚少（We still don’t know enough about the dangers that many PFAS might pose to human health）”。

PFAS可能对免疫系统、肝脏、肾脏、生育系统等造成潜在损害

Risks of PFAS

PFAS对人体多个机能可能存在潜在危害，其中：

  • 免疫：
    • 孕期PFAS暴露可能与未成年子女体内抗体含量及免疫反应下降相关；婴幼儿时期PFAS暴露与特应性皮炎和下呼吸道感染等有关；有较强的证据（strong evidence）表明，PFAS暴露可以压制免疫反应。
    • 对过敏、哮喘、甲状腺疾病、发炎性肠道疾病（IBD）等免疫超敏性疾病和慢性自身性免疫疾病的研究则得出了不完全一致的结果。其中，甲状腺疾病与PFAS暴露存在可能的关联（probable link）。
  • 肝脏：
    • 肝脏是长链PFAS的主要储存器官。 人群研究显示，长链PFAS暴露与成年人及青少年的丙氨酸转氨酶（ALT）等肝酶升高有显著关联，而在低浓度PFAS暴露环境下，此种关联在肥胖人群中更为明显。
    • 实验证据显示，PFAS毒性可能导致肝细胞脂肪浸润、肝细胞腺瘤/肝细胞瘤等问题。研究发现关于PFAS导致肝细胞脂肪变性（steatosis）的支持性证据（supportive evidence）。一项非酒精性脂肪肝和毒物暴露关系的研究显示，PFAS与早期脂肪肝存在关联。
  • 胆固醇与胰岛素：
    • 横断与纵向研究显示，PFAS暴露或导致总胆固醇和低密度胆固醇水平增加。低浓度暴露环境下，此种关联在肥胖人群中更为显著。
    • PFAS可能导致胰岛素抵抗增强，也可能与糖尿病有所关联。然而，PFAS暴露与糖尿病的关联证据并不明确。
  • 肾脏与尿酸：
    • （尤其是过时PFAS材料，例如PFOA、PFOS）PFAS暴露可能导致肾小球滤过能力下降（diminished renal glomerular filtration）。
    • 成年人和儿童中，尿酸增加与PFAS暴露存在显著关联。
  • 生育：
    • 总的来说，PFAS被认为对受孕、怀孕和婴儿发育存在有害影响（deleterious effects）。
    • PFOA暴露可影响精子活性及质量； 美国和中国的研究分别显示，PFAS暴露与子宫内膜异位症存在关联。
    • PFAS可自由穿越胎盘及进入母乳。证据显示，新生儿体重下降、母乳哺乳时间和奶量减少、妊娠期高血压、先兆子痫等与PFAS暴露或存在关联。

家庭环境PFAS释放风险较低，生产污染是防治重点

针对不粘锅的使用场景，PFAS有几个主要的释放途径：

  1. 消化道摄入：不粘锅表面涂层在一定时间的使用后会出现磨损，其中部分会通过消化道进入体内；然而，由于PFAS的稳定性，通过消化道摄入的PFAS可能直接排出体外，而不会造成危害；
  2. 呼吸道吸入：以特氟龙（PTFE）为例，300到450摄氏度即可产生有毒气体，加热至450度以上后的分解产物在通过呼吸道吸入后可能导致急性肺损伤（"Polymer fume fever"）。人类少见急性肺损伤案例，但特氟龙烟雾对鹦鹉等部分鸟类可能在数分钟内致命。所有常见食用油烟点均低于300摄氏度，家用烤箱最高可达温度一般也在300度以下。

正常家庭烹饪过程中，PFAS被分解生成有害物质的可能性较低。然而，在工业生产和垃圾填埋的过程中，PFAS已经进入饮用水、食物并进入人类身体。预计超过97%的美国人血液内可被测出PFAS。生产过程中造成的污染是PFAS对环境最大的影响。

铸铁锅可以有效替代不粘锅

常见的替代品包括铸铁锅（cast iron）和碳钢锅（carbon steel），两者在“不粘”性能以及对“开锅”的需求是类似的。

“开锅”的原理

“开锅”（seasoning）的本质是，通过反复在锅表面涂上油脂后施以高温，使脂肪酸被分解后重新组合为聚合物，最终形成多层类似于PFAS的疏水保护层。

MinuteFood - Seasoning, illustration

MinuteFood团队认为，铸铁锅的“开锅”和养护并不复杂：

  • 几乎任何油脂均可，多次“开锅”效果更佳；
  • 可以使用铁铲或钢丝球擦洗，也可使用肥皂；
  • 水分可逐步穿透涂层；为避免生锈，不应浸泡，并应在洗净后擦干。

弃置不粘锅对环境可能造成影响，不应丢弃正常使用的不粘锅

无论如何，除非日常烹饪中需要使用超高温，否则直接弃置仍可使用的不粘锅显然是赤裸裸的浪费。不仅如此，无论是通过焚烧还是填埋，弃置反而可能对环境带来更大的影响。即使回收，处理厂也需要首先将涂层烧去。作为消费者，可以通过在不粘锅损坏后，选择购买铸铁锅等替代产品，从而减少对PFAS的需求。此外，由于铸铁锅的寿命极长，长期来看，使用铸铁锅也可降低成本及资源消耗。

除此之外，个人卫生产品、化妆品、防水服装、食品包装等商品也常见PFAS成分。PFAS在这些产品中未必扮演核心角色，或是有其他可行的替代品。消费者可以通过选购不含任何PFAS（不只是不含PFOA）的产品，降低PFAS需求，或倒逼厂商研发风险更小的新材料。

来源

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