从消防泡沫到水龙头如何丈量PFAS这座“冰山”？——访清华大学环境学院黄俊教授

　　今年，“冲锋衣中检出致癌物”的新闻登上热搜，“PFAS是什么？”“PFAS是否致癌？”等疑问迅速发酵，将新污染物治理推向舆论焦点。对于清华大学环境学院教授黄俊来说，扑面而来的不仅是关注，更是责任。

　　1975年的一个黑夜，三个少年带着啤酒，来到西弗吉尼亚州的一条河流中消遣。正当他们享受夏日凉风时，先是发现一只死去的奇怪生物，之后又被穿着化工服，向河面喷洒药水的工人驱逐......2019年，传记电影《黑水》上映，将这段往事搬上银幕，也让全氟和多氟烷基物质（PFAS）进入了公众视野。2025年，一则关于“冲锋衣中检出致癌物”的新闻登上热搜，“PFAS是什么？”“PFAS是否致癌？”等疑问迅速发酵，将新污染物治理的紧迫性推向舆论焦点。对于清华大学环境学院长聘教授、清华苏州环境创新研究院新污染物防治研究中心主任黄俊来说，扑面而来的不仅是关注，更是责任。于是我们走进他的办公室，聊聊PFAS的背后——那些看不见的风险，与必须看见的出路。

　　黄俊成长于一个乡镇企业蓬勃发展的地区，那里在改革开放初期经历了经济快速增长，但也付出了沉重的环境代价。中学时代，他就读的学校毗邻一家分散染料化工厂。每逢雨季，操场便被染上斑驳的色彩并伴有明显的异味，剥夺了学生们在户外自由活动的权利。这强烈的视觉冲击与切身的不便，在他心中悄然埋下了关注环境问题的种子。

　　基于这份对环境问题的深切关注，黄俊在高考志愿填报时毅然选择了环境专业，成为当时班上少数以第一志愿投身该领域的学生。他坦言，这一选择无关对个人前途的“精密规划”，更多是出于对环境问题的朴素兴趣，以及“想为改变做点什么” 的使命感。在导师周申范教授的引领下，他走上色谱研究的道路，并逐渐将色谱质谱技术应用于高关注污染物的解析之中，为其日后在环境污染物监测与治理领域的深入研究奠定坚实基础。

　　2000年，黄俊来到清华大学，师从余刚院士攻读博士。彼时正值国际社会就《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》（以下简称“POPs公约”）进行谈判并最终签署的关键时期。应国家环境保护总局（现生态环境部）履约谈判的技术支撑需求，团队将研究方向聚焦于POPs。黄俊回忆：“余老师一直强调，科学研究必须围绕国家重大需求，我们做POPs研究的一个重要目标就是为国家谈判提供支持。”团队早期系统研究有机氯农药、多氯联苯等氯代污染物，随着国际公约管控对象的动态变化，研究重心又逐步拓展到溴代阻燃剂，如六溴环十二烷和多溴二苯醚等物质。

　　此后，国际学界对氟代POPs（它们都属于PFAS）的关注迅速升温。在同一时期，美国化工巨头3M基于其“在环境与人体中的广泛检出、持久性、生物累积性及潜在健康风险”等科学证据，主动宣布停止全氟辛烷磺酸（PFOS）等部分PFAS的生产。这一举措引起全球广泛关注，也让黄俊开始警觉，意识到必须跟进PFAS研究。

　　“根据经济合作与发展组织（OECD） 2021年的定义，PFAS指含有至少一个全氟化甲基（CF3-）或亚甲基（-CF2-）碳原子（不与任何H/CI/Br/I原子相连）的物质。”黄俊解释道。这样的物质，远比我们通常认为的要多很多——OECD在2018年的报告中就列出了超过4700种PFAS，而美国环境保护署（EPA）的数据库中更收录了超过12000种PFAS。“以前我们关注的，只是冰山浮出水面的可见部分；而水面之下不可见的可能才是冰山体量更庞大的部分。”PFAS不仅种类繁多，还因其卓越的性能被广泛使用——用量极低就能满足需求，导致其在环境中往往以微量甚至痕量水平存在。近年来，从人迹罕至的南极冰原、青藏高原，到日常常见的水产品、饮用水等，均能发现PFAS的踪迹。

　　种类多、浓度低、分布广——这三个特点使得PFAS的检测与分析面临巨大挑战。“从方法学上讲，我们必须采用更全面的技术策略。”黄俊强调，“包括总量分析、靶向筛查和非靶向筛查，才能系统性地揭示这类污染物从‘水上’到‘水下’的全貌。”

　　通过燃烧离子色谱（CIC）进行总量筛查，用三重四极杆质谱精准定量特定PFAS，再借助飞行时间质谱等高分辨质谱探索未知的PFAS。我们较早就开始建立这些分析能力，黄俊介绍道，实验室目前配备了包括Waters TQ-XS在内的多套三重四极杆质谱系统以及高分辨质谱，能够精准定量分析国际公约等高关注的PFAS物质。

　　中国作为AFFF生产大国，亟需厘清国产与国外同类产品在PFAS成分上有何异同。黄俊团队基于美国EPA 1633标准方法，对数百个样品中40种高关注PFAS进行了靶向定量分析；并进一步采用高分辨质谱进行疑似物筛查，识别出超过60种新型PFAS结构。在此基础上，团队结合核磁共振和CIC等对总有机氟含量进行了测定，实现了“氟平衡”的闭环，清晰揭示了“已知PFAS各占比多少、未知缺口还有多大”这一关键问题。“就像一座冰山，以前我们只能描述水面之上的部分，”黄俊比喻道，“而现在，我们能够测算整座冰山的体量，并解析其中靶向目标物以外的结构，让隐藏的风险清晰显现。”

　　大家每天早上洗漱时，可能都注意到水龙头表面总是光亮如新。这其实是因为表面镀了一层铬。镀铬不仅让产品美观耐用，还能够有效防止腐蚀和划痕。 黄俊进一步解释，在电镀过程中，需要通过直流电将铬酸中的铬沉积到零件表面。但这个过程中会因电解作用而产生大量含铬酸雾，对工人的健康造成严重威胁。为了解决这个问题，电镀行业通常会使用PFOS等全氟烷基磺酸类PFAS作为铬雾抑制剂，通过有效降低溶液表面张力来抑制有害气溶胶（即“铬雾”）从电镀槽的逸出，既保护了工人健康，也减少了原料的损失。然而，PFOS一旦随失效槽液被排放到环境中，就会由于其持久性和生物累积性，对生态环境与人体健康构成长期风险。

　　意识到电镀行业可能存在未知的污染风险后，黄俊团队选择了一个典型的水暖洁具产业园区展开深入研究。他们不仅测得了预期的PFOS等污染物，还发现样品中存在较高浓度的未知结构含氟化合物。通过高分辨质谱等先进技术手段并结合对生产工艺的深入探究，团队最终成功识别出一种新的PFAS——1-氯代全氟烷基醚磺酸，并确定它来自于我国特有的铬雾抑制剂F-53B。尽管已在我国电镀行业广泛使用超过30年，F-53B的排放和污染在此这前一直被忽视。黄俊团队率先报道了这一发现，并警示该新型污染物具备POPs的特性，随后多项国际研究也证实了该物质的全球性分布以及危害特性。美国EPA后来将其纳入了饮用水PFAS检测的两个标准方法（537.1和533）中。

　　黄俊指出从科学角度看它们是有害的，但当缺乏可行替代方案时，简单禁用可能对社会经济产生重大影响。 在支撑国家制定PFOS淘汰战略的过程中，团队不仅积极推动现有持久性有机污染物（POPs）的淘汰，还特别强调应防范使用具有POPs特性的替代品。同时，除了加强禁限和替代措施，还需妥善应对已造成的环境污染问题。课题组系统解析了典型结构类别PFAS的环境行为与降解机制，成功开发出真空紫外/亚硫酸盐降解技术和机械力化学分解技术。前者利用紫外光激发亚硫酸盐产生水合电子，并在体系中保留部分氧化性物种，可实现水体中PFAS的高效降解与深度脱氟；后者则针对PFAS废物或受污染土壤，通过高能球磨机械力化学反应，实现固相中PFAS的脱氟降解。

　　作为制造大国，中国在PFAS污染防治方面既面临全球共性问题，也需应对自身所特有的个性问题。黄俊解释说：“在过去特定时期，国外先进产品难以引进，我们只能靠自己研发部分化学品。这确实展现了我国的工业技术能力，但也带来了如F-53B这样具有中国特色的环境问题。他的团队始终坚持双线研究策略：一方面跟踪国际前沿，应对共性挑战；另一方面深入解析中国特色的污染问题，致力于为全球PFAS治理体系贡献中国方案与中国智慧。

　　黄俊和所有清华人一样，他将“自强不息，厚德载物”的校训深植于心。在他看来，从事科研工作尤其需要两种心态：一是好奇心，要对未知世界保持敏锐与热情，那是探索的根本动力；二是平常心，既要勇于深挖，也要理性务实，注重方法。“现实中的研究往往是在资源与时间有限的情况下推进的，但我们依然要努力做出真正满足需求的成果。”他常以乔布斯“Stay Hungry, Stay Foolish”这句话自勉，认为科研人员应始终保持对知识的好奇、对现实的清醒，踏踏实实走好每一步。

　　随着多年深入研究PFAS，黄俊越来越意识到，这类物质不仅是环境问题，更折射出现代社会发展的深层命题。他指出，“PFAS作为人工合成化学品的代表，其复杂性源于人类运用化学追求更美好生活的初衷——我们本想改善世界，却无意中带来了新的挑战。”这一认识也让他更加理解国家提出“新质生产力”的战略意义。在他看来，新质生产力从某种意义上说就是“绿色生产力”，应当从分子设计、合成方法等源头建立风险意识，采用绿色和可持续化学思想，以系统思维和科技手段预防可能的负面影响。 黄俊认为，PFAS问题是一个深刻教训：“在没有充分认清一类物质之前就大规模使用，很可能将来陷入治理困境。”他强调，避免重蹈覆辙必须采取综合策略：既需要环境领域专家持续钻研，也需其他学科共同协作。他特别强调跨学科人才培养的重要性，“应把绿色化学、可持续发展等内容纳入通识教育，让环保意识成为各行各业的共识。”

　　面对公众对PFAS的担忧，黄俊呼吁理性看待。“很多人一谈到PFAS，就容易以偏概全，将个别物质的特性等同于全部，从而产生不必要的过度担忧。”他举例说明：“此前某知名冲锋衣品牌被推上风口浪尖，但其所用的其实是含氟聚合物，尽管按OECD定义也属于PFAS，但其生物利用度极低，正常穿着并不会造成明显的健康威胁。”他指出，当前已有充分科学证据支持严格管控的主要还限于国际公约重点关注的长链全氟烷基酸等特定类别的PFAS。 对于像含氟聚合物、三氟乙酸等学术界尚存争议的PFAS，黄俊认为“不宜过早‘一刀切’”。

　　他建议，日常生活中应理性辨别：对已列入管控清单的物质尽量避免使用和接触；而对尚未明确风险的，也不必过度恐慌。同时他也指出，在某些关键应用中，PFAS仍然难以替代，“比如消防员和钻井工人的专业工服所用的防水防油剂，扑灭油类火灾的含氟泡沫等在挽救生命和财产时依然不可替代——更为重要的是科学使用、管控风险，而不是简单弃用。” 黄俊强调，“多方协同、全链防控，才是应对这类复杂问题的现实路径。”

　　《黑水》故事结尾，男主律师罗伯特·比洛特开启了对化工巨头杜邦公司提起了集体诉讼，历经20多年，到2017年杜邦集团赔偿总额6.71亿美金，解决了3535案件。最后一幕法官说“Still here？”，男主回“Still here”。直至今日，罗伯特仍然在为因杜邦公司受到侵害的家庭办理诉讼。 同样，在跨越二十多年的新污染物研究与治理的路上，黄俊，still here。

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