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不能乾燒又不能刮傷,使用不沾鍋的規矩為什麼這麼多?

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託,泛科學企劃執行

  • 文/陳衍達

給大家 10 秒鐘想一下,以下 2 種物品的關聯性:

不沾鍋和 Gore-Tex 防水外套之間的關聯是什麼呢?  不沾鍋圖/Wikimedia  Gore-Tex圖/Wikimedia

…3、2、1,時間到。想到了嗎?

使用不鏽鋼鍋通常需要先熱鍋熱油,以免得食物黏住鍋面難以清理;那為什麼使用不沾鍋煎蛋時不加油也不須擔心沾鍋呢?傳統的棉質服裝舒適卻容易吸水,而聚酯纖維和尼龍等化學纖維可以防潑水,卻由於不透氣而少了舒適感;為什麼標榜 Gore-Tex 材質的衣物可以做到既防水又透氣呢?

意外製成的防沾利器:鐵氟龍

答案是一種化學物質,前述兩種生活用品都使用到聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,縮寫是PTFE)的塗層,它有個更響亮的名字──鐵氟龍(Teflon®)。

鐵氟龍是由四氟乙烯聚合而成。 圖/Wikimedia

鐵氟龍跟我們熟知的塑膠 PET、PE、PP 等等一樣,是一種聚合物,由四氟乙烯聚合而成。這種物質最厲害的特性在化學上稱作「惰性」,也就是不會跟其他物質起反應的傾向。舉例來說,塑膠、陶瓷、玻璃大多對酸鹼有惰性,因此盛裝果汁和醋等酸性的飲料時,會建議使用塑膠、陶瓷或玻璃容器,而避免使用易和酸鹼反應的金屬作為容器。鐵氟龍其分子表面都由電負度最高的氟原子佔據,對油脂以及各種水溶液都有惰性,而且摩擦係數非常低1(可以到廚房摸摸看不沾鍋的表面,生活中應該很難找到比它更光滑的物質了)。

美國早期的不沾鍋傳單。 圖/wikipedia

1938 年時,杜邦公司(該部門後來在 2015 年從杜邦獨立出來變成 Chemours 科慕公司)的工程師羅義 ‧ 甫南克(Roy Plunkett)在研發新的冷媒物質時意外將整罐四氟乙烯放在陽光下,後來發現罐子變重了,內壁還有滑滑的物質生成,這就是第一批被合成的鐵氟龍。鐵氟龍之好用,讓它從 1938 年被發明之後只花了短短八年就進入量產階段2,目前被廣泛用在廚具和建材水管的塗層以及服飾的夾層還有各種領域。

不過,一篇文章到這兒,總是要加一個「不過」。有不好的事要發生了(=w=)

不沾鍋塗料中的大魔王:全氟烷化合物是什麼?

四氟乙烯的運用可以說是成也惰性,敗也惰性。

在製造聚四氟乙烯的製程中,需加入全氟烷化合物(Perfluorinated Compounds,縮寫為 PFCs),如全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,縮寫為 PFOA)或是全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonic acid,縮寫為 PFOS)讓反應進行得更順利,所以在鐵氟龍的產品中多少會有殘留這兩類物質。

全氟辛酸與全氟辛烷磺酸這兩種物質很安定,用途相當廣;全氟辛烷磺酸被廣泛用於紡織品、地毯、紙、塗料、消防泡沫、影像材料、航空液壓油等產品;而 PFOA 則最常出現於生產含有高效能氟聚合物的日常民生用品,例如不沾鍋塗層及微波爆玉米花袋子等。

由於這兩種物質相當穩定,只要正確使用就不易從用品中釋出,但若是使用不當,例如最常見的例子,用尖銳物跟菜瓜布劃傷不沾鍋、或是把鍋子加熱到鐵氟龍可耐熱的攝氏 260 度以上(通常只有在乾燒時才有機會飆到這種高溫),這些物質就有機會被釋出。

大魔王現身:全球共同避免全氟烷化合物的毒害

全氟烷化合物被釋出,會發生什麼事呢?

這類化學物質進入人體或是環境中,往往可很安定地存在個幾年(生物體內)甚至幾十年(環境中)3。而它們停留在人體內的時候,如果達到一定劑量,有可能會干擾內分泌系統,甚至影響胎兒及孩童的身體及智能發育4,5。另外,國際癌症研究署也將 PFOA 歸類為「可能對人類有致癌性」的第 2B 級致癌物

但是這類化合物已經普遍應用在我們的生活中,要免除其危害,勢必需要集結全球眾人之力,改變產業現況才行。

有鑑於前述 PFCs 的危害與毒性,聯合國在 2009 年將 PFOS 列入《斯德哥爾摩公約》列管的持久性污染物名單(Persistent Organic Pollutants)。歐盟針對 PFOS 的使用,發布了「2006/122/EC 指令」,各國須於 2008 年 6 月 27 日開始實施限制措施;針對 PFOA 的「(EU) No 2017/1000」 規範則於 2017 年 6 月 14 日正式宣布,歐盟各國最晚將自 2020 年 7 月 4 日實施限制。美國則自 2000 年頒布禁用 PFOS 於紡織品、服裝等。加拿大並於 2008 年 5 月 29 日起開始禁止製造、使用、銷售、進口含 PFOS 之消費產品。除了相關政府禁令,亦有倡議呼籲各大知名戶外用品廠牌於相關製程中自主停用 PFCs。

臺灣跟隨國際趨勢,也逐步加嚴對 PFOS 和 PFOA 的管制。行政院環保署已於 2010 年依毒性化學物質管理法,將 PFOS 列為第一類及第二類毒性化學物質,並於 2018 年 6月 28 日新增公告 PFOA 為第四類毒化物,管制濃度 0.01 %,另加嚴 PFOS 管制濃度由 1 % 修改為 0.01 %, 2010 年更於環境用藥管理法中公告禁用。目前業界也有自主動作,如臺灣半導體產業協會(TSIA)亦宣布自 2000 年起旗下公司已全面停用 PFOS,並且目標持續淘汰 PFOA 及其相關的化學產品。

這些措施就可以讓我們全面避免 PFOA 和 PFOS 的危害了嗎?首先,在這裡必須正視一個很殘酷的事實:由於過去的使用,以及這類化學物質的「持久性」,我們在生活中短期內無法全然避免這類物質。(認識更多:持久性有機污染物資訊網站

已經進到環境系統的部分暫時難以處理;目前對於此類持久性有機污染物的處置共識,便是在工業生產與我們的日常生活中盡量減量,使用不沾鍋等相關的產品時謹守使用規範,就可以盡可能的減少相關物質的危害。

參考資料:

  1. 維基百科──Polytetrafluoroethylene
  2. Chemours──History of Teflon
  3. 國家毒物研究中心,研究新知〈全氟烷化合物可能透過胎盤影響胎兒甲狀腺素濃度,造成新生兒生長及認知功能下降〉
  4. 台大公衛學院新聞稿〈醫學團隊研究發現:全氟碳化物增加成人糖尿病風險、胎兒生長認知功能下降〉
  5. Rappazzo, K. M., Coffman, E., & Hines, E. P. (2017). Exposure to perfluorinated alkyl substances and health outcomes in children: a systematic review of the epidemiologic literature. International journal of environmental research and public health, 14(7), 691.
  6. Chen, W. L., Bai, F. Y., Chang, Y. C., Chen, P. C., & Chen, C. Y. (2018). Concentrations of perfluoroalkyl substances in foods and the dietary exposure among Taiwan general population and pregnant women. journal of food and drug analysis.

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關於作者

行政院環境保護署毒物及化學物質局

行政院環境保護署毒物及化學物質局,落實毒物及化學物質之源頭管理及勾稽查核,從源頭預防管控食安風險,追蹤有害化學物質,維護國民健康。

網站:https://www.tcsb.gov.tw/