不含 PFAS 可堆肥产品的进步：满足国际标准

介绍

全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 构成了一大类氟化化学品，其化学和物理特性差异很大。多年来，PFAS 的数量及其用途不断扩大。到 2020 年，根据美国环境保护署 (USEPA) 的报告，预计 PFAS 家族可能包含超过 12,000 种化学物质。

自 20 世纪 50 年代以来，消费者和工业常用的许多产品都是用 PFAS 制造的。 PFAS 独特的物理和化学特性赋予一系列产品防油、防水、防污、防污、化学和热稳定性和/或减少摩擦的性能。这些产品广泛应用于航空航天、半导体、医疗、汽车、建筑、电子和航空工业等各个行业，以及消费品（如地毯、服装、家具、户外设备和食品包装等），消防应用。

科学、监管和公众对化学品生产、产品制造和使用以及含 PFAS 废物处置相关的潜在健康和环境影响产生了担忧。这些担忧导致人们努力减少某些 PFAS 的使用或替代，例如某些长链全氟烷基羧酸盐、长链全氟烷磺酸盐及其前体，包括两种广泛生产、常见和研究最多的化合物：全氟辛烷磺酸酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）。

PFAS 用于各种制造工艺和工业/商业应用，以制造含有 PFAS 或经 PFAS 处理的商业和消费品。在整个生命周期中，不同类型和数量的 PFAS 可能会因制造废物流、无组织排放、溢出、含 PFAS 或处理过的材料的处置以及消费品的一般磨损而释放到环境中。

Data Bridge Market Research 分析称，2022-2029 年预测期内，高性能含氟聚合物市场的复合年增长率将达到 7.50%。对高性能含氟聚合物的需求增长，特别是在印度和中国等新兴经济体，以及高性能含氟聚合物在广泛的最终用户应用中的使用不断增加，是高性能含氟聚合物市场增长的主要因素。

要了解有关该研究的更多信息，请访问： https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-high-performance-氟聚合物-market

不含 PFAS 的可堆肥产品

多氟烷基物质 (PFA) 是一组人造化学品，因其防水和防油脂的特性而被用于各种产品中。自 20 世纪 50 年代起，PFAS 就开始进行商业规模生产，并且生产至今仍在继续。由于 PFA 在环境中的持久存在以及对人类健康的潜在不利影响，引起了环境和健康问题。另一方面，不含 PFA 的可堆肥产品旨在在特定条件下（通常在堆肥环境中）分解为天然无毒成分。

随着企业在多方面的压力下放弃食品包装中含有 PFAS 的材料，新的替代品正在出现。自 20 世纪 60 年代以来，美国食品和药物管理局 (FDA) 已授权特定的 PFAS 用于特定的食品接触应用。一些 PFAS 因其不粘、耐油脂、耐油和耐水的特性而用于炊具、食品包装和食品加工。为了确保食品接触物质在其预期用途中安全，FDA 在批准其投放市场之前进行了严格的科学审查。 FAS 通常用于食品包装，以使材料更耐用、耐污渍和防水。然而，这些化学物质与一系列健康问题有关。

考虑到这些健康影响，各制造商正在开发不含 PFAS 的产品，例如纤维和纸质食品包装，这些产品不添加 PFAS，并且符合最严格的堆肥标准。这些产品经过 BPI 认证的可堆肥、CMA 认证的可堆肥或 OK Compost TUV Austria 认证，并且不得含有有意添加的 PFAS 以获得认证。其中包括 PLA、PHA、竹子、玻璃纸、纸张和 NoTree 纸质包装物品。

Good Start Packaging 为食品行业提供各种不含 PFAS 的包装。这些产品符合加利福尼亚州、纽约州、华盛顿州和佛蒙特州的包装禁令。

FDA 批准微量的 PFAS 作为抗油脂添加剂用于包装产品。随着美国各州和其他地区开始禁止，该行业正在逐步淘汰这种做法。因此，一次性食品包装和服务用具不含PFAS，包括无涂层纸制品、用纸以外材料制成的产品以及经过PFAS以外涂层处理的纸制品。

以下是一些不含 PFAS 的可堆肥替代品以及相关制造商和品牌的描述：

• 无涂层产品：另一种机械工艺可以通过压缩 Nordic Paper 目前制造的纤维来使纸张和纸板具有抗油脂性。另一家无涂层纸盘制造商是 AJM Packaging Corporation
• 聚乳酸 (PLA) 是一种可堆肥塑料，通常由多家制造商生产的玉米制成，包括 Natureworks 旗下的 Ingeo 品牌，并被 Eco-Products、Greensafe Products、GrowPlastics 和 World Centric 使用。这些产品包括碗、蛤壳、外卖容器和盖子、熟食容器、餐具和分量杯
• Bamboo-Bambu 用薄竹片制造一次性盘子和碗
• Palm Leaf 由 Responsible 和 BioMass Packaging 以 Leafware 品牌生产
• 替代处理：使用涂有 PLA、有机硅、粘土和其他专有品牌涂层和处理的纸张来赋予一次性食品服务器具耐油和油脂的性能
• PLA 涂层纸板汤碗和外卖容器的生产商包括：Practiv 的 Earthchoice、Graphic Packaging International 的 Ecotainer、Eco-Products World Art、PrimeLink Solutions 的 PrimeWare、Karat、Vegware 和 World Centric
• Bio-wax-生物基蜡涂层由 Clondakin Group 生产的 Ecowax 品牌和 Paramelt 的 Paraflex NoWax 品牌生产，适用于各种食品接触应用，包括袋子、包装纸和盒子

制造商正在响应学术机构、州政府、教育部门和医疗保健系统等大型采购商对无氟可堆肥食品服务器具产品的市场需求。制造商正在积极开发非氟化替代品，新产品预计将在明年上市。

可堆肥食品服务包装市场预计将在 2022 年至 2029 年的预测期内获得市场增长。Data Bridge Market Research 分析，在上述预测期内，该市场将以 5.70% 的复合年增长率增长。

要了解有关该研究的更多信息，请访问： https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-compostable-foodservice-packaging-market

基于 PFA 的产品符合国际标准

• 21 世纪初，各种证据表明这些化学物质会增加某些癌症的风险、生殖和发育异常、免疫反应受到抑制以及其他问题，这导致美国食品和药物管理局 (FDA) 撤销了对长链 PFAS 的授权，而长链 PFAS 是食品包装中最古老、最常见的类型。
• 近年来，从华盛顿到北卡罗来纳州，大约有二十几个州已禁止或限制食品包装中的 PFAS，或正在考虑这样做。来自健康和环境倡导者以及一些科学家的压力也促使连锁餐厅、杂货店和包装公司做出转变。此外，世界各地的州和国家正在以多种方式管理 PFAS：限制或取消其在通用源材料中的使用、建立测试和报告要求以及指导和资助修复。

欧洲

• 在欧洲层面，主要当局于 2004 年迈出了监测 PFAS 污染的第一步。事实上，欧盟在 2004 年就发布了 PFOS 生产和商业化法规，有效期至 2019 年。该监管法律文件已被取代根据“欧洲议会和理事会 2019 年 6 月 20 日关于持久性有机污染物的第 (EU) 2019/1021 号条例”，附件一所列物质的制造、使用和投放市场，例如 PFOS 和其衍生物 C8F17SO2X（X = OH、金属盐 (O-M+)、卤化物、酰胺和其他衍生物，包括混合物或物品中的聚合物）应被禁止，但有一些豁免
• 挪威环境局于 2019 年提交了一份提案，将 PFHxS（及其盐类）和 PFHxS 相关化合物列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》附件 A、B 和/或 C。
• 丹麦、德国、荷兰、挪威和瑞典在欧洲对抗全氟烷基物质和多氟烷基物质污染方面迈出了最重要的一步，他们向 ECHA 提交了一份提案，要求根据 REACH 禁止 PFAS。五家机构发现与污染物的制造、营销和使用相关的风险未得到适当控制，需要欧盟和欧洲经济区（EEA）解决

我们

• 在美国，州立法机构和联邦政府正在采取行动保护环境（水、土壤）和公众健康。美国环保局 (EPA) 在 2016 年发布关于 PFOA 和 PFOS 的不可执行健康建议后，于 2019 年公布了正式的 PFAS 行动计划，并于 2020 年 2 月更新
• 2021 年 10 月，美国环保署公布了该机构的 PFAS 战略路线图，这是保护社区免受 PFAS 污染的重要而有意义的一步，提供了更持久、更有保护性的解决方案
• 2023 年 3 月，EPA 推动制定国家饮用水法规，确定 6 种 PFAS 的最大污染物水平 (MCL)：PFOA、PFOS、PFNA、GenX 化合物、PFHxS 和全氟丁烷磺酸 (PFBS)
• 从 2018 年到 2021 年，立法者颁布了 250 多项与 PFAS 相关的法案，以规范其对多种材料的使用并设定最高污染水平。 2022 年，立法者讨论了 200 多项涉及 PFAS 相关术语的措施，至少 18 个州通过了约 50 项关于食品包装、消防员个人防护设备和环境修复领域 PFAS 的法案。立法者也在立法中提出了服装、儿童用品、炊具、家具、化妆品和滑雪蜡等消费品中的 PFAS 问题

加拿大

• 2021 年，加拿大环境部长理事会 (CCME) 发布了全氟辛烷磺酸土壤和地下水指南。 2021 年春季，加拿大宣布打算将 PFAS 视为一类化合物，而不是单个化合物

亚太国家

• 亚洲国家正试图收紧法律。在日本，2021 年 4 月，PFOA 被添加到 CSCA 的 I 类特定化学物质清单中，而 PFOA 相关物质并未被列入 CSCA 的 I 类特定化学物质清单。
• 在中国，2020年11月，PFOA等18种化合物被列入优先控制化学品清单，这是法律法规采取环境风险控制措施的起点。 2021年10月11日，中国生态环境部发布《加强PFOA等新型污染物管理规划（征求意见稿）》
• 台湾政府于2020年9月修订了有毒化学物质法规，改变了PFOA的等级处理量和毒性分类
• 2021 年 5 月，泰国提议将包括 PFOA 在内的 8 种分子列为 4 类禁用物质。 2022年2月9日，泰国工业部工业工程司公开了新的PFOA法规草案，并于2022年12月21日将PFOA、其盐类以及PFOA相关化合物纳入有害物质清单
• 在越南，2020年环境保护法首次专门提及《斯德哥尔摩公约》。其附属法律之一（法令草案）将 PFOA 列为受管制物质。随后，2021年11月，环境保护法规定了包括PFOA在内的POPs允许限量
• 在澳大利亚，2019年2月，一项针对PFAS污染的政府间协议生效

PFA在各行业的应用

氟化有机化合物 (PFAS) 广泛用于各种工业和家庭应用，包括纺织品、食品包装、防污防油处理、工业流程和消防泡沫。

全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 已用于消防泡沫。这些泡沫已用于灭火活动，特别是用于扑灭易燃液体火灾，例如涉及石油产品的火灾。含PFAS的泡沫已广泛用于军事基地、机场和其他存在大规模燃料火灾风险的场所。这些含氟泡沫通常称为AFFF（水成膜泡沫），但也包括FFFP和FP氟蛋白泡沫。水成膜泡沫的替代品是 B 级无氟、非持久性消防泡沫 (F3)；这项技术并不新鲜，但自从认识到与 PFAS 相关的问题以来，在过去 5-10 年里已经取得了相当大的进步。

• 在包装行业，品牌正在扩大可持续发展战略，将 PFAS 或其他受关注化学品含量尽可能降至最低的清洁包装纳入其中。由于全球立法各不相同，全球品牌正在遵守严格的立法。这也确保了以回收、再利用、重新利用、堆肥、在废物转化能源和相关系统中焚烧或填埋的形式安全处置包装。这确保了回收和可重复使用包装的安全供应
• 纺织行业正在探索不含 PFAS 的可堆肥材料，用于生产可持续的织物和服装。由植物来源制成的可生物降解纺织品作为传统的、可持续性较差的材料的替代品越来越受欢迎
• 可堆肥材料正在汽车内饰中得到应用，包括面板和部件。在环境影响令人担忧的国防部门，某些非关键部件可能会探索使用不含 PFAS 的可堆肥材料
• 各种消费品，例如洗漱用品、化妆品和家居用品，均使用不含 PFAS 的可堆肥包装，以符合消费者对可持续和环保选择的偏好

不含 PFAS 的可堆肥产品的多功能性使它们能够融入广泛的行业，有助于减少环境污染并促进不同行业更可持续的做法。

采用不含 PFAS 的可堆肥产品的挑战和解决方案

• 价格因素

含氟表面活性剂和添加剂在市场上的售价通常高于不含氟的同类产品。然而，PFAS 基成分的较低使用浓度抵消了较高的价格，并且是实现广泛行业和应用高性能的更经济的选择。替代 PFAS 的成本影响通常会对那些寻求重新配制的人构成障碍。最终，在评估非含氟替代品在各种应用中的竞争力时，价格差异是一个关键因素。

例如，

• 在消防泡沫应用中，为了达到与 PFAS 配方相当的性能，非氟化替代品的价格始终要贵 5%–10%。在纸和纸板食品包装应用中，与 PFAS 选项相比，最终成本高出 11%，这阻碍了非氟化替代品的采用。在建筑涂料应用中，最初，聚氨酯替代品的成本通常比基于 PFAS 的涂料低 26%。

监管因素

与 PFAS 直接或间接相关的立法在当前 PFAS 替代环境中发挥着作用。例如，涂料行业历来使用 PFAS 作为润湿剂，以提供消费者期望优质涂料具有的流平和铺展性能。近年来，由于监管限制，涂料行业一直在转向水性体系以减少挥发性有机化合物。这增加了对涂料的需求，因为水的表面张力高于有机涂料溶剂，因此基材的润湿成为一项重大挑战。与此同时，监管机构正在限制 PFAS 的使用，而 PFAS 一直被依赖来解决这一缺陷。然而，一些行业在消除 PFAS 方面面临挑战，监管可以成为创新和进步的驱动力。

表现

在包装中寻找 PFAS 替代品的主要挑战是确定比 PFAS 可行、可扩展且更安全的替代品。在某些应用中，PFAS 可以很容易地被替代，而对感知性能的影响最小，但对于其他应用，例如不粘炊具、防水服装和表面涂层，消费者期望的性能标准使得 PFAS 不那么容易被替代。这已成为许多产品开发商替代的主要障碍，因为他们面临着即将到来的立法和消费者强烈反对的挑战，同时还需要保持强劲的业绩。在考虑替代 PFAS 时，必须考虑和评估各种性能因素。 PFAS 还以其耐受恶劣条件（例如高温、化学品和磨损）的能力而闻名。因此，在更换 PFAS 时，确保替代材料或涂层能够在预期使用条件下提供类似的耐用性至关重要。这需要仔细考虑替代材料或涂层的机械、热和化学特性。

实例探究

尽管 PFAS 具有多种功能和用途，但对具有相似或更好性能且不会对环境和健康产生负面影响的替代品的需求正在不断增长。在新产品和现有产品中替代 PFAS 可能很复杂，并且取决于多种因素。 PFAS 以非常低的浓度和非常经济的成本提供各种功能的高性能，这最终推动了多个行业的采用和扩散。在考虑 PFAS 的潜在替代品时，产品开发商和配方设计师不仅要考虑替代化学品的价格影响，还要考虑替代品的监管环境，因此正在推出新产品。

例如，

• 2023 年 4 月，Delfort 开发了一系列可持续、安全且功能强大的不含 PFAS 的食品包装纸。该公司标志性的薄屏障生态系列是包装汉堡、卷饼、薯条、鸡块和薯饼等便携式食品的完美解决方案。它们也适用于饼干和甜甜圈等烘焙食品
• 美国制造商已开发出多种 PFAS 来替代长链 PFAS，例如 PFOA、PFOS 和全氟壬酸 (PFNA)。其中一个例子是六氟环氧丙烷二聚酸 (HFPO-DA) 和 HFPO-DA 铵盐，这两种化学物质是科慕（原杜邦）开发的 GenX 技术的一部分，是作为 PFOA 替代品而开发的。这些替代化学品是超过 9,0006 种 PFAS 的更大套件的一部分，其中一些已获得 EPA 批准在美国生产和使用
• 食品服务和零售行业正在产生影响。汉堡王、麦当劳和 Panera Bread 等超过 14 家主要参与者正在围绕 PFAS 计划制定可持续发展战略。值得注意的是，Panera Bread 在 2020 年夏季推出了不含 PFAS 的法棍面包袋。美国四家大型杂货连锁店现在要求自有品牌包装不含 PFAS。

Data Bridge Market Research 分析，绿色食品包装市场在 2021 年的增长值为 3117 亿美元，预计到 2029 年将达到 6928.4 亿美元的价值，预测期内的复合年增长率为 10.50%。

要了解有关该研究的更多信息，请访问： https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-green-food-packaging-market

未来展望

PFAS 和 PFAS 污染如今是社会各阶层（从科学界到公民）都感兴趣的一个重要问题。在世界范围内，当局正在积极、持续地制定立法，以减少 PFAS 向环境中的释放，同时等待科学界关于实际污染水平的专家意见。

研究人员正在从不同的角度探讨这一主题，包括毒理学研究和检测实际基质中 PFAS 痕量的分析方法的进展。众所周知，地下水和食物是人类最常见的污染源，饮用水和植物性食品目前正在接受更深入的调查。改进全氟化合物的非针对性分析是全面了解 PFAS 对环境和人类健康可能造成的风险的重要一步。在人们对环境问题、可持续发展目标和监管压力的认识不断增强的推动下，不含 PFAS 的可堆肥产品的未来前景似乎充满希望。

消费者意识不断增强

随着环保意识的提高，消费者正在积极寻求可持续的替代品。对不含 PFAS 等有害物质且可堆肥的产品的需求可能会增加。传达其对环保实践承诺的品牌可能会获得竞争优势。

监管举措

各国政府和监管机构越来越关注限制有害物质的使用和促进可持续做法。有关 PFAS 和一次性塑料的更严格法规可能会推动行业采用不含 PFAS 的可堆肥替代品。积极遵守不断发展的标准的公司将在市场中占据更好的地位。

材料科学与技术的进步

材料科学领域的持续研究和开发可能会带来创新且更具可持续性的替代品。制造商可以探索新的可生物降解材料，提高不含 PFAS 的可堆肥产品的性能、耐用性和多功能性。制造技术的进步可以提高生产不含 PFAS 的可堆肥产品的效率和成本效益。生产工艺的持续改进可能有助于更广泛地采用和负担得起。

消费者教育和标签

加大力度教育消费者了解不含 PFAS 可堆肥产品的好处和正确处置方法至关重要。明确的标签和认证标准可以帮助消费者做出明智的选择，进一步推动需求。不含 PFAS 的可堆肥产品可能会超越包装等传统行业，进入纺织、电子等行业。这种多元化将有助于各个市场更广泛地采用可持续实践。

结论

总之，不含 PFAS 的可堆肥产品的出现是对全球不同行业对可持续和环保替代品的迫切需求的关键回应。从富含全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 的传统材料到可堆肥替代品的开发和接受，标志着我们在环境责任方面迈出了重大一步。涵盖食品包装、炊具、金属、汽车和国防、制药和工程的多方面应用凸显了这些产品在关键领域的多功能性和适应性。

行业利益相关者、监管机构和消费者之间的合作在推动这一转变中发挥了至关重要的作用。随着消费者日益认识到可持续实践的重要性，对不含有害物质且可堆肥设计的产品的需求预计将不断增加。

展望未来，不含 PFAS 的可堆肥产品前景光明。正在进行的材料科学研究和技术创新可能会产生更先进、更可持续的替代品。监管举措和循环经济原则将进一步激励行业将这些产品整合到其实践中。

然而，挑战仍然存在，解决这些问题需要持续的合作、教育和废物管理基础设施的投资。不含 PFAS 的可堆肥产品的成功取决于涵盖整个产品生命周期的整体方法——从负责任的采购和制造到适当的处置和堆肥。