锂离子电池可能存在永久化学污染问题

新的研究表明，用于电子设备、电动汽车和储存可再生能源的可充电锂离子电池可能成为污染土壤和水源的“永久化学物质”的来源。

“永久化学物质”包括数千种不同类型的全氟和多氟烷基物质（PFAS）。几十年来，它们被广泛应用，使产品更耐水、耐污和耐热。最近，一种名为双全氟烷基磺酰亚胺（bis-FASIs）的PFAS子类被用作锂离子电池的电解质和粘合剂。

根据近日发表在《自然通讯》杂志上的研究，这些bis-FASIs现在出现在制造设施周围的土壤、沉积物、水和雪中。研究作者还在从垃圾填埋场渗出的液体中发现了bis-FASIs。综合起来，锂离子电池是潜在的永久化学污染载体。如果不采取行动，随着我们生活中越来越多的部分（从汽车到住宅和建筑）完全电气化，这个问题可能会越来越严重。

“这绝对不是反对清洁或可持续能源……它真正的目的是强调，‘嘿，让我们在基础设施中使用这些东西时进行环境风险评估’”，德克萨斯理工大学环境工程助理教授、主要作者詹妮弗·盖尔福 (Jennifer Guelfo) 说。

“这基本上是一个起点。我希望它能引起人们对这些化合物在清洁能源和消费电子产品领域中应用的更多关注，”另一位研究作者、杜克大学土木与环境工程副教授皮特·李·弗格森（ P. Lee Ferguson）补充道。

研究人员在2022年1月~10月间，从明尼苏达州、肯塔基州、比利时和法国的87个不同地点采集了水、沉积物和土壤样本，目标是包括3M和阿科玛等在内的永久化学物质制造商附近的地区。他们发现制造设施附近的bis-FASIs浓度在十亿分之一范围内。盖尔福说：“你不会像背景浓度那样发现它，十亿分之一通常与某种形式的影响有关。”

相比之下，这比灭火泡沫释放到环境中的 PFAS 污染要少。灭火泡沫释放的PFAS可能在百万分之一范围内，大约是bis-FASI浓度的1000倍。但他们记录的污染仍然比环保局今年为饮用水中其他类型的PFAS设定的限值高出几个数量级。该机构对两种最常见的永久化学物质的限值是万亿分之四。

目前还没有联邦法规特别针对bis-FASIs，因为它们不像其他类型的PFAS那样被广泛使用。PFAS已被用于从不粘锅到食品包装、织物保护剂和牙线等各种产品中，某些类型的PFAS可能已经进入了大多数美国人的血液。

科学家们仍在试图了解接触PFAS如何影响人类，对bis-FASIs的了解则更少。但对更常见类型的PFAS的研究表明，高暴露水平与某些癌症、肝损伤、高胆固醇和生殖健康问题（包括婴儿出生体重较低）的风险增加有关 。新的研究表明，bis-FASIs可能会在环境中长期存在，但可以使用类似于处理饮用水中其他永久化学物质的方法来清理。

由于有这么多不同类型的PFAS以及对它们作为一类化学物质的风险的担忧不断增加，研究人员表示，我们可能现在就可以采取措施保护健康和环境，而不是等到以后再发现问题。3M公司面临一系列因生产PFAS而引发的诉讼，已承诺在明年年底前逐步淘汰永久化学物质，并继续清理其设施附近的污染。该公司在给The Verge的一封电子邮件中表示，这包括不再制造bis-FASIs。阿科玛没有立即回应The Verge的评论请求。

盖尔福说：“我们应该采取积极的态度来减少PFAS的环境释放，而不是等到我们进行了几十年的毒理学研究后再说，‘嘿，也许我们应该减少饮用水中的这种物质。’”

此外，电动汽车、太阳能和风能对锂离子电池的需求越来越大。研究作者测试了17种用于笔记本电脑、智能手机、平板电脑、电动汽车等的不同电池，在其中11种电池中检测到了bis-FASIs。由于估计只有约5%的锂离子电池被回收，他们决定也在垃圾填埋场附近寻找bis-FASIs。他们分析了从北卡罗来纳州垃圾填埋场收集的现有实验室样本的渗滤液，发现浓度接近十亿分之一范围。

“这是一项非常有趣的研究，由一组非常合格的研究人员完成，”密歇根州立大学PFAS研究中心副主任A·丹尼尔·琼斯（A. Daniel Jones）在一封给The Verge的电子邮件中说，他没有参与这项研究。“这项工作引起了对一种经常被忽视的PFAS化学品的关注，并表明它可以很容易地通过环境传输。该研究还强调了需要更重视锂电池全生命周期影响的必要性。”