常見的鋰離子電池被發現也有PFAS化學物污染問題
新的研究表明,用於日常小工具、電動車和可再生能源儲存的可充電鋰離子電池可能是污染土壤和水道的”永久化學品”PFAS的一個日益增長的來源。 “PFAS”包括數千種不同的全氟和多氟烷基物質(PFAS)。幾十年來,它們一直被用於提高產品的防水、防污和耐熱性能。最近,一種名為雙全氟烷基磺酰亞胺(bis-FASIs)的特殊PFAS 子類被用作鋰離子電池的電解質和黏合劑。
根據昨天發表在《自然-通訊》雜誌上的研究,這些bis-FASIs現在出現在生產設施周圍的土壤、沉積物、水和雪中。研究報告的作者也在垃圾掩埋場瀝出的液體中發現了bis-FASIs。
隨著我們生活中越來越多的部分(從汽車到住宅和建築)實現全電動化,這個問題可能會越來越嚴重。
鋰離子電池是造成化學污染的潛在媒介。如果不採取行動,隨著我們生活中越來越多的部分(從汽車到住宅和建築)實現全電動化,這個問題可能會越來越嚴重。
「這絕對不是為了反對清潔能源或永續能源…」領銜作者、德州環境工程助理教授珍妮佛-格爾福(Jennifer Guelfo)說。它的真正目的是強調讓我們對我們在基礎設施中使用的東西進行環境風險評估。 “領銜作者、德州理工大學環境工程助理教授珍妮佛-格爾福(Jennifer Guelfo)說。
“這基本上是一個起點。我希望它能讓人們更多地關注這些化合物以及類似化合物在清潔能源和消費電子產品中的應用,”該研究的另一位作者、杜克大學土木與環境工程系副教授P. Lee Ferguson 補充說。
2022 年1 月至10 月間,研究人員在明尼蘇達州、肯塔基州、比利時和法國的87 個不同地點採集了水、沉積物和土壤樣本,目標地區是包括3M 和阿科瑪在內的永久性化學品製造商附近。他們發現,生產設施附近常見的bis-FASIs濃度為十億分之一(ppb)。 Guelfo說:「你通常不會發現這種背景濃度。十億分之一通常與某種形式的影響有關」。
相較之下,Guelfo 認為,這比在消防泡沫洩漏的環境中發現的PFAS 污染還要少。在這種情況下,PFAS 的含量可能是百萬分之一,比Guelfo 和她的同事通常在製造商附近發現的bis-FASIs濃度高出約一千倍。但他們記錄的污染程度仍比美國環保署今年設定的飲用水中其他種類全氟辛烷磺酸的限值高出幾個數量級。該機構對兩種最常見的永久性化學物質規定的限值為萬億分之四。
目前還沒有任何聯邦法規特別針對bis-FASIs,因為bis-FASIs 的使用時間不像其他類型的PFAS 那麼普遍。從不沾鍋到食品包裝、織物保護劑和牙線,PFAS 已被廣泛應用,因此某些類型的PFAS 很可能已進入大多數美國人的血液。
科學家仍在努力了解接觸全氟辛烷磺酸會對人體產生怎樣的影響,而對雙全氟辛烷磺酸的具體了解就更少了。但對更常見類型的全氟辛烷磺酸進行的研究表明,大量接觸這種物質會增加某些癌症、肝損傷、高膽固醇和生殖健康問題(包括嬰兒出生體重降低)的風險。新的研究表明,bis-FASIs 可能會在環境中長期存在,但有可能使用類似的方法來清理飲用水中的其他種類的永久性化學物質。
研究人員說,由於全氟辛烷磺酸種類繁多,人們越來越擔心它們作為一類化學品所帶來的風險,如果我們現在就能採取措施保護健康和環境,也許就不會等到以後發現問題。 3M 公司因多年來生產全氟辛烷磺酸而面臨一系列訴訟,該公司已承諾在明年年底前永遠淘汰這種化學品,並在之後繼續清理其設施附近的污染。該公司回應稱這包括不再生產雙酚A。
Guelfo說:”我認為,我們應該採取積極主動的態度,減少PFAS在環境中的釋放,而不是等到我們進行了幾十年的毒理學研究後才說,嘿,也許我們應該減少飲用水中的這種物質。
此外,電動車、太陽能和風能對鋰離子電池的需求越來越大。研究作者測試了用於筆記型電腦、智慧型手機、平板電腦、電動車等的17 種不同電池,並在其中11 種電池中檢測到了bis-FASIs。據估計,只有約5% 的鋰離子電池被回收利用,因此他們決定在垃圾掩埋場附近也要尋找bis-FASIs。他們分析了實驗室從北卡羅來納州垃圾掩埋場收集的現有瀝濾液樣本,發現濃度接近十億分之一的範圍。
密西根州立大學全氟辛烷磺酸研究中心(Michigan State University Center for PFAS Research)副主任丹尼爾瓊斯(A. Daniel Jones)在一封電子郵件中說:”這是一組非常合格的研究人員進行這項工作的一項非常有趣的研究引起了人們對一種經常被忽視的PFAS 化學物質的關注,並表明它很容易在環境中遷移。電池整個生命週期影響的更大認識。