在俄克拉何马州一项空气质量研究中，研究人员意外发现大气中存在中链氯化石蜡（MCCPs）——这种工业污染物此前从未在西半球大气中检测到。研究团队推测这些有毒化合物正通过源自污水污泥的生物固体肥料进入空气。尽管这类污染物尚未像其短链氯代石蜡（SCCPs）同类那样受到严格监管，但其与危险的"永久性化学品"的相似性及意外出现，警示人们需关注化学品替代与废弃物处理可能正在悄然污染乡村空气的问题。
科罗拉多大学博尔德分校的研究人员在一处俄克拉荷马州的农业区领导了一项实地观测活动，就遇到了这样的情况。他们使用一种高科技仪器测量大气中气溶胶粒子的形成与增长过程时，意外发现了一些未曾预料到的东西：在西半球首次通过机载测量到了中链氯化石蜡（MCCPs），这是一种有毒的有机污染物。他们的研究成果今天发表在《ACS环境Au》期刊上。
"作为科学家，像这样意外发现我们并未刻意寻找的东西，是非常令人兴奋的，" 该研究的第一作者、科罗拉多大学博尔德分校化学博士生丹尼尔·卡茨说道。"我们开始对这种存在于环境中、且需要更好理解的有毒有机污染物有了更多了解。"
中链氯化石蜡（MCCPs）目前正被考虑列入《斯德哥尔摩公约》的管控范围，该公约是一项旨在保护人类健康免受持久且广泛存在的化学物质影响的全球性条约。尽管此前已在南极洲和亚洲测量到这种有毒污染物，但研究人员一直无法确定如何在西半球的大气中记录到它们。
中链氯化石蜡（MCCPs）被用作金属加工液，以及聚氯乙烯（PVC）和纺织品的生产原料。它们常存在于废水中，因此最终可能进入生物固体肥料（也称为污水污泥）——这种肥料是在污水处理厂通过从废水中去除液体后产生的。在俄克拉荷马州，研究人员推测他们识别出的中链氯化石蜡（MCCPs）来源于其仪器设置点附近田地中施用的生物固体肥料。
"当污水污泥被撒在田地里时，这些有毒化合物可能会释放到空气中，" 卡茨说。"我们无法直接证明这种情况正在发生，但我们认为这是它们可能进入空气的一个合理途径。已有研究表明，污水污泥肥料会释放类似的化合物。"
中链氯化石蜡的"近亲"——短链氯化石蜡（SCCPs），目前受到《斯德哥尔摩公约》的管控，并且自2009年起也受到美国环保署（EPA）的管控。此前有研究发现，这种在大气中能远距离迁移并持久存在有毒污染物对人体健康有害，因此促成了相关管控。但研究人员推测，对短链氯化石蜡（SCCPs）的管控可能反而增加了环境中中链氯化石蜡（MCCPs）的含量。
"管控措施总会带来一些意想不到的后果，你管控了某种物质，但对含有这些物质的产品需求依然存在，" 该研究的合著者、科罗拉多大学博尔德分校化学教授、环境科学合作研究所（CIRES）研究员艾莉·布朗说。"所以它们就会被其他东西替代。"
气溶胶测量带来一项新颖而令人惊讶的发现
研究团队使用硝酸根化学电离质谱仪（这种仪器能让科学家识别空气中的化合物），在农业站点全天候连续测量空气一个月。当卡茨整理数据时，他记录了化合物中不同的同位素模式。团队测量到的化合物具有独特的模式，他注意到一些新的模式，并立即识别出这些模式与已知的化合物不同。通过进一步的研究，他确认这些模式来自于中链氯化石蜡（MCCPs）中的氯化石蜡成分。
卡茨表示，中链氯化石蜡（MCCPs）的构成与全氟和多氟烷基物质（PFAS）相似，后者是持久性有毒化学物质，分解缓慢。由于被称为"永久性化学品"，它们近期在土壤中的存在已促使俄克拉荷马州参议院禁止使用生物固体肥料。
既然研究人员知道了如何测量中链氯化石蜡（MCCPs），下一步可能是在一年中的不同时间测量这些污染物，以了解其含量随季节的变化。围绕中链氯化石蜡（MCCPs）仍有许多未知之处，关于它们对环境的影响也有更多需要了解。
"我们识别出了它们，但仍然不清楚它们进入大气后究竟会如何，这需要进一步研究，" 卡茨说。"我认为，重要的是我们要继续拥有能够评估科学并根据公共健康和安全需要来管控这些化学品的政府机构。"