PFAS（全氟和多氟烷基物质，Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances）是一类人工合成的有机化合物。这类化合物因具有极高的化学稳定性、热稳定性、疏水性等性质，被广泛应用于工业和消费品中。PFAS 是一大类化合物，通常定义为：含有至少一个全氟化的甲基（−CF3）或亚甲基碳原子（−CF2−）的含氟物质，且这些碳原子上未连接氢（H）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）原子。PFAS 能够在环境中长期存在，被形象地称为 “永久性化学物质”，同时，它还具有一定的生物累积性与毒性。

PFAS 是一类含氟物质，其分子中含有至少一个全氟化的甲基（−CF3）或亚甲基碳原子（−CF2−），且这些碳原子上未连接氢（H）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）原子（见图 1）。

PFAS的结构包含全氟烷基部分，其通式一般为 CnF2n+1-R。其中CnF2n+1示全氟烷基部分，n为碳原子数，决定了碳链的长度；全氟烷基部分可与非氟化组分R（如磺酸基-SO3H、羧基-COOH、醇羟基-OH等）相连。不同的R基团使PFAS具有不同的化学名称和性质。例如，当R为-COOH时，形成全氟羧酸（PFCAs）；当R为-SO3H时，形成全氟磺酸（PFSAs）。

PFAS有些也可能有多氟烷基部分，即具有未完全氟化的碳原子。多氟烷基物质可通过生物或者化学的方式转化为全氟烷基物质，如CnF2n+1SO2NHCH2CH2OH（一种多氟烷基物质）可能在环境中降解为 CnF2n+1SO3H（一种全氟烷基物质）。

PFAS可以以液体或固体形式存在，这取决于链的长度。随着链长的增加，PFAS的沸点和熔点也会逐渐升高。例如，全氟丁酸（PFBA）的熔点为−17.5 ℃，全氟十四烷酸（PFTeDA）的熔点范围为130-135 ℃。

PFAS大量存在碳-氟（C-F）键。由于氟原子具有高电离势和强电负性，因此 C-F 键的键解离能极高，在485-540 kJ/mol之间。这种牢固的化学键赋予了PFAS 高度的化学稳定性和热稳定性，使其在环境中极难被化学降解和生物分解。因此，PFAS 能够在土壤、水和大气等环境中长期存在，被形象地称为 “永久性化学物质”。

PFAS由于氟原子和C-F键而表现出疏脂和疏水特性。氟碳链的非极性特性以及对伦敦色散力的抵抗，导致PFAS与水（极性溶剂）和油（非极性溶剂）的相互作用都非常弱，从而表现出强烈的疏水和疏油性。液态PFAS在密度大于水的情况下，可通过水柱下降并形成非水相液体（NAPL）；PFAS在溶于非极性和极性溶剂后，可形成不同的氟相。

具有较低蒸气压的PFAS以固体或液体形式存在，并通过地表水/地下水途径运输，直到它们在空气中溶解为水滴或附着在空气中的颗粒物上。具有较高蒸气压的PFAS（如全氟辛烷磺酸）更易挥发，可能以气态存在，有利于远距离迁移。

与烃类相比，PFAS具有较低的临界胶束浓度（Critical MicelleConcentration，简称CMC，是指表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度，能够反映表面活性剂的表面活性和聚集行为）。这使得PFAS具有较强的表面活性，使其能够独立成膜，广泛用于防油、防水包装和水性成膜泡沫（AFFF）配方等。

PFAS的生物累积性来源于水溶性、蒸汽压和CMC等特性。定量结构-性质关系（QSPR）模型预测，由于更高的水溶性、CMC和更低的蒸汽压，长链PFAS的生物累积性更高。

PFAS 分类方式主要有2种，按聚合物性质可分为聚合物和非聚合物；按碳链长度可分为长链和短链PFAS，不同类别在环境行为和影响上存在差异。

1、氟聚合物

由许多相同的较小分子（或单体）重复组合而成的大分子。例如，聚四氟乙烯（PTFE）是一种碳骨架与氟原子结合的氟聚合物，它高度不溶，不具生物可利用性，并且不会在生物系统中累积。基于氟调聚物和侧链氟化的聚合物PFAS会随着时间降解为有一定毒性的非聚合物PFAS。

2、非聚合物

可分为全氟烷基和多氟烷基物质。非聚合物PFAS在环境中丰度较高且对人类健康存在潜在风险，引起了广泛关注。

1）全氟烷基物质（Perfluoroalkyl Substances）：完全氟化的碳链分子，末端含有极性官能团（如羧酸盐或磺酸盐）。可进一步细分为：全氟羧酸PFCA（例如全氟辛酸PFOA）与全氟磺酸PFSA（例如全氟辛烷磺PFOS）。

2）多氟烷基物质（Polyfluoroalkyl Substances）：碳链中至少有一个碳原子未完全氟化，含有非氟原子（如氢或氧），例如氟调聚醇（FTOH）。

美国环保署（EPA）按照碳链长度将PFAS分为长链和短链PFAS。其中，具有少于 8 个碳原子的全氟羧酸（PFCA）、少于 6 个碳原子的全氟磺酸（PFSA）被定义为短链PFAS，其余则为长链PFAS。

1、长链 PFAS

长链PFAS具有较强的疏水性和稳定性。在环境中难以降解。它们倾向于吸附在土壤颗粒、有机物质上，迁移性相对较差，容易在特定环境区域积累。在生物体内，长链PFAS 更易富集，生物累积能力较强，在水生食物网中会随着营养级的升高而浓度增加，产生生物放大现象。它可以干扰生物的神经系统功能，对人类健康造成危害。比如全氟癸酸（PFDA，见图3）。

2、短链 PFAS

短链PFAS 挥发性和水溶性相对较高。在环境中的迁移能力较强，能够随着大气流动、水流等进行远距离传输，从而造成更广泛区域的污染。在陆地植被中，短链全氟烷基酸相对更容易被吸收累积。虽然短链 PFAS 的生物累积性通常比长链 PFAS 弱，但它们同样具有一定的毒性，并且由于其广泛的分布，也会对生态环境和生物健康产生不良影响。比如全氟丁酸（PFBA，见图3）。

1、全氟辛酸（PFOA）与全氟辛烷磺酸（PFOS）

PFOA（C7F15COOH），属于全氟羧酸（PFCAs），由7个碳的疏水性碳氟 （C-F）链和亲水性官能团羧酸组成。

PFOS（C8HF17O3S），属于全氟磺酸（PFSAs），由疏水性碳氟 （C-F） 链和亲水性官能团磺酸组成。

全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）是最知名的PFAS，在工业和消费品中有广泛的应用，如消防泡沫、杀虫剂、涂层产品、口罩、包装、阻燃材料等。二者具有潜在毒性、生物累积性和持久性，能长期存在并通过食物链积累，对生态环境和人类健康造成严重威胁，可能导致癌症、内分泌失调、免疫系统受损等问题。二者分别于2019 年、2009年被列入《斯德哥尔摩公约》；我国《重点管控新污染物清单（2023年版）》与《中国严格限制的有毒化学品名录》（2023年）也对其生产、使用、进口等进行了限制，以保护人类健康和环境生态。

2、全氟壬酸（PFNA）

PFNA 属于全氟羧酸（PFCAs），同样具有持久性和生物累积性，在环境中广泛分布。根据ATSDR（美国疾病控制与预防中心有毒物质与疾病登记处）的报告和相关研究，PFNA暴露与血脂增加、对疫苗的抗体反应降低、肝脏功能异常相关（表现为血清肝酶ALT升高）、生殖健康问题（如不孕不育）和代谢紊乱有关。

3、全氟己烷磺酸（PFHxS）

PFHxS 属于全氟磺酸（PFSAs），具有较好的热稳定性和化学稳定性，被应用于某些特殊的工业领域，如电镀、表面处理等。PFHxS暴露与血清胆红素水平降低、对疫苗的抗体反应降低、血脂增加、对婴幼儿神经发育产生潜在风险。

4、六氟环氧丙烷二聚酸GenX

GenX是一种新型 PFAS，作为全氟辛酸（PFOA） 的替代物被开发使用。GenX 在环境中的降解产物和长期影响还不完全明确，但已有研究显示其具有一定的生物累积性，可能对甲状腺激素水平产生影响，进而干扰人体内分泌系统。

PFAS是人工合成的一类有机氟化合物，具有高化学和热稳定性、防水防油性。这使得许多PFAS 成为有效的表面活性剂或表面保护剂，自 20 世纪 40 年代末起被广泛用于商业和消费领域。

自1990年代末和2000年代初以来，大量研究发现PFAS具有高度持久性、生物累积性和毒性，并且检测到它们在环境（包括远离污染源的偏远地区）、生物和人体内普遍分布。

出于对人类和环境不利影响的担忧，自2000年以来，特别是在许多发达国家，启动了限制/消除PFAS和前体释放的监管措施、行业自愿倡议和风险管理计划。为此，各国进行了工业转型，研发替代化学品取代PFAS。

早期人们对于PFAS的定义并不明确，使用了多个术语，例如“全氟和多氟化学品”、“全氟有机物”、“全氟化学表面活性剂”和“高度氟化化合物”等。2011 年，为了协调沟通，Buck等人发文，首次提供了PFAS 的明确结构与定义。

2018年，由经济合作与发展组织（OECD）和联合国环境规划署（UNEP）牵头的 “全球全氟化合物（PFC）小组”发布了一份包含超过4700种PFAS（全氟和多氟烷基物质）的清单，给出了PFAS的修订定义：“PFAS是含有至少一个完全氟化的甲基或亚甲基碳原子（没有任何H/Cl/Br/I原子附着在其上）的氟化物质（图2）”。

自2023年起，欧盟五国（丹麦、德国、荷兰、挪威和瑞典）向欧洲化学品管理局（ECHA）提交了一份提案，旨在全面限制全氟和多氟烷基物质（PFAS）在欧盟境内的生产、投放和使用。

全氟辛酸（PFOA）和全氟己烷磺酸（PFHxS）及其相关化合物已经被列入《斯德哥尔摩公约》附件A，要求各缔约方采取措施禁止这些物质的生产和使用。全氟辛烷磺酸（PFOS）及其盐类和全氟辛烷磺酰氟（PFOSF）被列入《斯德哥尔摩公约》附件B，各缔约方也需采取措施限制其使用。

2026年1月2日，据阿根廷布宜诺斯艾利斯经济新闻网报道，法国针对被称为“永久化学物质”的全氟和多氟烷基物质(PFAS)出台了全欧洲最严格的限制措施之一。自2026年1月1日起，只要存在安全替代方案，所有含有该类化合物的化妆品、服装及其他相关产品，将被全面禁止生产、进口与销售。

PFAS（全氟和多氟烷基物质）的来源主要分为两大类：AFFF（含氟表面活性剂泡沫）来源和非AFFF来源。以下是具体来源的详细梳理：

AFFF（含氟表面活性剂泡沫）是PFAS的重要来源之一，主要用于灭火和消防训练。具体包括：

1、消防训练场地：消防训练中使用的AFFF会在土壤和地下水中留下高浓度的PFAS。

2、机场和军事基地：这些场所频繁使用AFFF进行灭火和应急响应，导致局部区域PFAS污染严重。

3、工业消防设施：如化工厂、油库等场所使用的AFFF。

非AFFF来源的PFAS主要来自工业和消费品的广泛使用，具体包括：

1、工业生产设施：生产或使用PFAS的工厂是重要的污染源。这些设施在制造过程中会释放PFAS到环境中。

2、垃圾填埋场：含有PFAS的废弃物在填埋过程中会渗漏到土壤和地下水中。

3、消费品：PFAS广泛用于多种消费品，包括：

4、其他工业用途：如电镀、半导体制造、印染等行业中使用的PFAS。

除了上述主要来源，PFAS还可能通过以下途径进入环境：

1、大气沉降：PFAS具有挥发性，可以通过大气传输并在远离污染源的地区沉降。

2、污水处理厂：生活污水和工业废水中含有PFAS，经过污水处理厂处理后，部分PFAS可能进入水体。

PFAS在环境中的迁移过程涉及大气传输、水体流动、土壤吸附和界面作用等多种机制。挥发性PFAS可通过大气沉降进入土壤和水体，随后在水体中长距离迁移，在土壤中则因吸附行为而迁移能力受限，固定在土壤中。长链PFAS因疏水性强更易附着于土壤和颗粒物。短链PFAS则更具迁移性，可能进入地下水。此外，界面吸附（如空气-水界面）和微生物活动也会显著影响PFAS的迁移和转化。环境条件（如pH、离子强度）和其他污染物的存在也进一步调节了PFAS的吸附和迁移行为。

PFAS通常具有很高的稳定性，但约20%的PFAS可能可以在环境中发生转化。有活性的PFAS是持久性终产物PFAS的前体。常见的前体，如全氟辛烷磺酰胺、氟调聚醇（FTOHs）和氟调聚磺酸盐，它们在污水处理厂污泥中占总PFAS的86%。这些前体通过水解、氧化、还原、脱羧和羟基化等反应，可生成更稳定的化合物，如全氟羧酸PFCA和全氟磺酸PFSA。微生物和植物根系分泌物可促进PFAS的降解转化，但转化速率受环境条件（如pH、温度、氧气含量）和微生物群落的影响。

PFAS 广泛存在于环境中，具有持久性、生物累积性和毒性等特点，可通过食物链传递，对生态环境和人类健康造成潜在威胁。

PFAS因其难以降解的特性，在环境中普遍存在，从北极到城市雨水均有其踪迹，并最终大量汇聚于海洋和海洋沉积物。

PFAS 具有生物积累与生物放大性，随着食物链的延长，其在生物体内的浓度也逐步增加。不同生物对PFAS的累积情况存在差异：在陆地植被中，短链PFAS更易累积；在其他动物中，长链PFAS的潜在生物累积性最大；在水生食物网中，长链PFAS的浓度随营养级升高而增加，表现出生物放大现象。

许多中链和长链PFAS会引起不同程度的氧化应激，改变无脊椎动物的抗氧化防御系统，诱导跨物种的神经毒性和生殖毒性效应，并且在生物体中的存在时间长于或相当于任何已知的人为污染物。

人类接触 PFAS 的主要途径是食物链，包括饮用水和受污染的食物（如海鲜和其他动物产品），接触PFAS 可能引发多种健康问题。

1、生殖和发育毒性：母体暴露于PFAS可能会增加早产风险，导致胎儿发育受损，包括低出生体重、出生缺陷等；

2、神经发育损伤：PFAS暴露与儿童神经发育有关，可导致运动功能受损和学习延迟。

3、代谢紊乱：PFAS可能影响血脂水平与血糖代谢，导致总胆固醇、低密度脂蛋白（LDL）升高，增加患2型糖尿病的风险。

4、免疫系统损害：PFAS暴露可能削弱免疫系统的反应能力，增加感染性疾病的风险。

5、癌症风险：PFAS暴露与前列腺癌、肾癌、肝癌、膀胱癌和乳腺癌等癌症的风险增加有关。生产PFAS的工厂工作的工人中，某些癌症的发病率显著增加。

6、其他健康问题：PFAS暴露还与心血管疾病的风险增加有关，影响甲状腺与肝脏功能。

1、《斯德哥尔摩公约》：逐步淘汰PFOS的生产和使用，限制其排放，同时对PFOA进行评估并计划未来逐步限制。

2、欧盟REACH法规：全面限制PFOS和PFOA的生产和使用，仅在特定豁免用途下允许使用，并推动短链PFAS的替代。

3、中国《重点管控新污染物清单（2023年版）》：明确禁止PFOS和PFOA的生产、使用和销售，仅在特定豁免用途下允许使用，并逐步扩大对其他PFAS物质的管控。

4、《中国严格限制的有毒化学品名录》（2023年）：将PFOS和PFOA列入严格管控名单，禁止其生产、使用和销售，仅在特定豁免条件下允许使用，并逐步纳入更多PFAS物质进行管控。