摘要：布法罗大学领导的国际研究团队发现，臭名昭著的"永久化学物质"PFAS的酸性远超此前认知，这一突破性发现解释了为何这些有毒物质能够如此广泛地在环境中传播并威胁人类健康。研究人员采用核磁共振波谱与计算机建模相结合的先进方法，发现某些PFAS化合物的酸性被低估了近千

信息来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250913111036.htm

布法罗大学领导的国际研究团队发现，臭名昭著的"永久化学物质"PFAS的酸性远超此前认知，这一突破性发现解释了为何这些有毒物质能够如此广泛地在环境中传播并威胁人类健康。研究人员采用核磁共振波谱与计算机建模相结合的先进方法，发现某些PFAS化合物的酸性被低估了近千倍，这一发现将根本性改变科学界对这类化学物质环境行为的理解。

这项发表在《环境科学与技术快报》上的研究，通过精确测量十种PFAS化合物及其三种常见分解产物的酸解离常数，为预测这些化学物质在环境中的迁移规律和健康风险评估提供了全新的科学依据。研究结果显示，包括全氟辛酸和其替代品GenX在内的多种PFAS化合物的实际酸性远高于以往实验和理论模型的预测值。

酸性特征决定环境命运

新的测量结果表明，PFAS，即臭名昭著的“永久化学物质”，其酸性远比以前认为的要强得多，这有助于解释为什么它们如此容易通过水和环境传播。图片来源：Shutterstock

PFAS之所以获得"永久化学物质"的称号，其强酸性特征起到了关键作用。这些全氟烷基和多氟烷基物质具有极强的分子稳定性，其中许多化合物表现出高度酸性，使它们能够轻易释放质子并形成带负电的离子状态。这种电荷特性大大增强了PFAS在水中的溶解度和迁移能力，使其能够快速穿越各种环境介质。

布法罗大学RENEW研究所高级研究科学家Alexander Hoepker博士指出，此前对PFAS酸性的测量严重低估了这些化学物质的真实特性。新的研究结果表明，许多PFAS化合物的酸解离常数比既往研究报告的数值要低得多，意味着它们在环境条件下更容易以离子形式存在，从而具有更强的水溶性和迁移性。

最引人注目的发现涉及GenX化合物，这是杜邦公司开发的PFOA替代品，被广泛认为是相对"安全"的选择。然而，新的测量结果显示，GenX的实际酸性比此前研究中报告的数值高出约一千倍。这一惊人差异不仅质疑了现有风险评估的准确性，也暴露了当前PFAS替代策略可能存在的严重缺陷。

研究团队采用的创新方法学结合了高精度核磁共振波谱技术和先进的计算机建模系统。这种方法能够在接近真实环境条件的情况下精确测量PFAS的酸性特征，避免了传统测量方法可能产生的系统性误差。通过这种严格的实验设计，研究人员获得了迄今为止最准确的PFAS酸性数据。

环境传播机制的重新认知

酸解离常数的准确测定对于理解PFAS在环境中的行为具有根本性意义。化学物质的pKa值直接影响其在不同环境条件下的存在形式，进而决定其溶解性、吸附性和挥发性等关键特征。pKa值越低，化学物质越容易失去质子并以离子形式存在，这通常意味着更强的水溶性和更高的环境迁移能力。

新的研究结果表明，PFAS的实际酸性使其在环境中的传播能力被显著低估。这些化学物质能够更容易地溶解在地表水和地下水中，通过水循环系统进行长距离传输。同时，它们在土壤中的吸附行为也会因为真实的离子化程度而发生改变，可能导致更快的土壤渗透和更深层的污染扩散。

布法罗大学化学系Henry M. Woodburn主席、纽约州立大学杰出教授Diana Aga博士强调，准确的pKa测量对于预测PFAS环境行为至关重要。这些数据将帮助环境科学家更好地理解PFAS如何在不同环境介质间分配，包括其在水相、固相和气相中的分布规律。

研究发现还对PFAS的生物可利用性和毒性评估产生重要影响。更高的酸性意味着这些化学物质在生物体内更容易以活跃的离子形式存在，可能增强其与生物分子的相互作用能力，从而影响其毒性机制和健康风险水平。

政策制定与风险管控的新挑战

这项研究的发现对当前的PFAS管理策略提出了严峻挑战。现有的环境标准和健康指导值很大程度上基于对这些化学物质环境行为的不准确理解。如果PFAS的实际传播能力远超此前预期，那么现行的污染控制措施可能需要进行根本性调整。

对于水处理行业而言，新的发现意味着需要重新评估现有处理技术的有效性。传统的水处理工艺可能无法充分去除具有更强酸性和更高水溶性的PFAS化合物，这要求开发更加先进和针对性的处理技术。

在环境监测方面，准确的酸性数据将帮助改进PFAS的检测和追踪方法。了解这些化学物质在不同环境条件下的真实存在形式，有助于优化采样策略和分析方法，提高监测的准确性和可靠性。

研究成果还对PFAS替代品的开发策略产生重要启示。GenX等所谓的"更安全"替代品实际上可能具有比预期更强的环境持久性和传播能力，这提醒科学界和工业界在开发新的替代化学品时必须进行更加全面和精确的特性评估。

美国国家科学基金会对这项研究的支持体现了政府层面对PFAS问题的高度关注。这项由布法罗大学牵头，联合圣文德大学和西班牙环境评估和水研究所完成的国际合作研究，为全球PFAS治理提供了重要的科学基础。

展望未来，这项研究开创的精确测量方法学将推动对更多PFAS化合物酸性特征的系统性研究。随着对这些"永久化学物质"认识的不断深化，科学界将能够制定更加有效的污染预防、监测和治理策略，为保护环境和人类健康提供更强有力的科学支撑。

来源：人工智能学家