PFAS (全氟烷基化合物) 是指一種將烷基中的氫離子以氟離子取代的人工合成化合物，目前已有超過萬種相關的衍生物。這種類型的化合物具有極佳的疏水、疏油性以及化學穩定性，因此被廣泛用在多種民生用品，像是各種防水紡織品、不沾鍋、食品包裝、滅火器、殺蟲劑甚至是在半導體的蝕刻與製程中。
PFAS相關的化合物最早是由Dupont公司在1938年無意中製造出的PTFE(聚四氟乙烯)，經過數年的研究，Dupont在1945年以Teflon®的商標將這個產品商業化，也就是我們所熟知的”鐵氟龍”。
常見的鐵氟龍不沾鍋範例 (Designed by Freepik)
然而後續的研究逐漸顯示，PFAS對人類與生物有害，這些物質會與甲狀腺激素、雌激素等內分泌物質結合，影響生殖/免疫等功能，並且由於PFAS的化學穩定性，這些物質的半衰期往往高達數十年甚至千年之久，因此也被稱為Forever Chemicals(永遠的化學物)，而在生產與使用過程中產生的PFAS造成了水、空氣、土壤的污染，並逐漸累積在動植物體內造成影響。
PFAS在環境中累積與進入人體途徑示意(From IPEN Arnika)
近年來世界各國開始意識到PFAS的危害，因此逐漸開始建立管控，例如WHO在2022年訂定了自來水中的PFAS含量檢測，美國環保局(EPA)以及歐盟也在2024年陸續訂定相關標準，台灣環境部也在2024/5/24正式訂定頒布自來水中PFAS含量的規範指引，並預計於2027年7月起加強抽驗與裁罰。
世界各國飲用水PFAS相關規範
此外歐盟也針對動植物蔬果等食材中的PFAS訂定了相關的管理規範，如EU 2022/1431 Monitoring and quantification limits for PFAS (28 types) in food and feed；EU 2023/915 Regulation等等條文，目前台灣尚未對食品類產品訂定相關規範，但環境部於2024/4/24修正毒化物管理事項，正面表列300多種PFAS衍生物做全濃度毒化物列管，除了研究與部分無替代品製程外全面禁用PFAS，期望由源頭控管維護人體健康。
至於PFAS要如何檢測？
由於PFAS的種類繁多，且在各種樣品中皆可能有微量的存在，想要精準的檢測定量相當不容易，目前國際上針對環境中PFAS的標準檢驗方法皆以LC-MS(液相層析法串聯質譜儀)為主。
世界各國針對PFAS環境檢驗訂定的方法比較
為了要能夠精確檢測出樣品中的PFAS，確保檢驗中使用到的設備/試劑不含PFAS相當重要，超純水在檢驗過程中的樣品前處理以及製備移動相試劑(Mobile phase)皆會使用到，為確保Milli-Q超純水產品適用於PFAS檢測，台灣默克Milli-Q部門邀請美商沃特斯(Waters)國際股份有限公司台灣分公司，針對多項常見PFAS進行LC-MS檢測以確保得到最佳檢測結果。
實驗方法：EPA 537.1
使用儀器：Waters Xevo® TQ absolute + PFAS kit
超純水來源：Merck Milli-Q® EQ7016 + Millipak or LCPAK
左圖、無樣品的系統PFOA空白值；中圖、使用EQ7016 + Millipak產生超純水為樣品的PFOA實驗結果；右圖、使用EQ7016 + LCPAK產生超純水為樣品的PFOA實驗結果。
由上圖可見，EQ7016連接自來水即可產生卓越的無PFAS超純水品質，無論是否安裝LCPAK，在LC-MS圖譜上皆可提供極佳的背景表現。
然而依照地點不同，自來水中可能有較高的PFAS含量，導致EQ7016產生的超純水中有PFAS殘留，因此為驗證LCPAK的性能，在超純水中添加了20ppt的PFAS標準品後經LCPAK過濾，重新確認上機數據。
左圖、無樣品的系統PFOA空白值；中圖、使用EQ7016 + Millipak產生超純水，並添加20ppt PFOA為樣品的實驗結果；右圖、使用EQ7016 + Millipak產生超純水，並添加20ppt PFOA，並經LCPAK過濾後為樣品的實驗結果。
由上圖可知，在添加20ppt PFOA樣品的情況下，Xevo® TQ absolute可以得到極佳的定量與定性分析結果，相較之下在經過Milli-Q® LCPAK過濾後圖譜上完全找不到殘留的PFOA訊號，可證實Milli-Q® LCPAK對微量的PFAS有極佳的過濾效果。
我們同時也針對HFPO-DA、PFHxS、PFNA、PFBS以及PFBA，一共六種PFAS進行實驗，皆得到類似的結果。
(進一步資訊，歡迎聯繫台灣默克客服：mtaw_service@merckgroup.com；或沃特斯台灣客服：Taiwan_Sales@waters.com)
隨著台灣環境部逐漸建立PFAS相關的管控標準，如何建立高靈敏度的PFAS檢驗方法是重中之重，Waters與Merck提供的解決方案能夠協助有需求的檢驗單位順利建立檢驗方法，降低自行摸索的成本花費。
特別感謝：美商沃特斯國際股份有限公司台灣分公司 協助檢測與提供數據
參考資料
Waters ─ PFAS分析解決方案
https://www.waters.com/nextgen/tw/zh/applications/environmental/pfas-analysis-solutions.html
維基百科
https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_events_related_to_per-_and_polyfluoroalkyl_substances
環境部網站
https://www.moenv.gov.tw/
衛福部食藥署網站
https://www.fda.gov.tw/tc/siteContent.aspx?sid=12943
Agency of toxic substances and disease registry
https://www.atsdr.cdc.gov/pfas/index.html
