PFAS:全氟和多氟化合物的定义、来源与主要应用领域
由于PFAS(全氟和多氟化合物)对环境和人体健康的潜在危害,近年来全球各地及行业组织持续强化对其管控。本文系统梳理PFAS的历史背景、科学定义、典型代表物及其在各类材料中的主要应用场景。
历史沿革
PFAS类化学物质于1930年代后期被发现。首起广为人知的污染事件发生于美国西弗吉尼亚州帕克斯堡市——杜邦公司自1950年代起至1990年代,在俄亥俄河上游填埋场累计倾倒约7100吨含PFOA(全氟辛酸)污泥,造成周边饮用水源严重污染,影响超十万居民。
PFAS的定义与分类
PFAS是一类含多个氟原子的合成有机氟化合物,并非单一物质,而是涵盖PFOA、PFOS、PFHxS等多种化学结构的统称。目前全球尚无统一定义,不同机构界定存在差异:
- 经合组织(OECD)2021年定义:含至少一个全氟化甲基(–CF3)或亚甲基碳原子(–CF2–),且该碳原子不连接H/Cl/Br/I原子;
- 欧洲化学品管理局(ECHA)基本采纳OECD定义;
- 美国EPA定义为含以下任一结构的物质:
(i) R-(CF2)n-CF(R′)R″;
(ii) R-CF2OCF2-R′;
(iii) CF3C(CF3)R′R″; - 加州《健康与安全法典》定义为含至少一个全氟化碳原子的氟化有机化学品。
据美国EPA毒性数据库DSSTox,目前已确认的PFAS化合物达14,735种;不同统计口径下总数介于8,000至700万之间。
PFOS与PFOA的主要区别
PFOS(全氟辛烷磺酸)与PFOA(全氟辛酸)是PFAS中最具代表性的两种物质:
- PFOS属全氟磺酸类,分子式C8F17SO3,以阴离子形式存在于盐、衍生物及聚合物中,广泛用于纺织品、地毯、鞋材、纸张涂层、消防泡沫及航空液压油;
- PFOA属全氟羧酸类,分子式C8H1O2F15,具高热稳定性、化学惰性及疏水疏油性,曾作为特氟龙(PTFE)等氟聚合物的关键加工助剂,亦见于微波爆米花袋、披萨盒等防油食品包装。
PFAS的主要应用材料
不粘锅
特氟龙(PTFE)作为主流不粘涂层,其生产过程中需使用PFOA作为反应助剂,可能导致成品残留微量PFOA。
食品包装材料
薯条纸袋、微波爆米花内袋等油炸食品包装,常通过涂覆PFAS实现防水、防油及耐高温功能。
服装与家具用品
全球约50%的PFAS用量集中于纺织行业。其可赋予织物防水、防油、易清洁性能,广泛应用于户外服装(冲锋衣、雨衣)、运动鞋、防污地毯、防水沙发等产品。
个人护理产品
唇膏、粉底、睫毛膏、指甲油等化妆品中可能添加PFAS,以提升防水性、成膜性、光泽度及持久性。
消防泡沫
水成膜泡沫灭火剂(AFFF)普遍含PFOS类氟表面活性剂,可显著降低溶液表面张力,快速在易燃液体表面铺展形成水膜,抑制挥发并高效灭火,因而长期被机场、炼油厂等场所采用。
电子产品
PFAS凭借阻燃性、化学惰性、耐高温高压、防水防污等特性,广泛用于电缆、印刷电路板、电容器、电池、太阳能电池板、扬声器、麦克风及电子清洁与包装环节。


