寻找空气污染线索的科学家意外发现了一种意想不到的现象：有毒中链氯化石蜡（MCCPs）首次在西半球的大气中漂移。其可能的来源——由污水污泥制成的肥料——指向了一条隐蔽的污染途径。
这正是科罗拉多大学博尔德分校在俄克拉荷马州农业区进行的一项实地研究中所发生的情况。该团队当时正在使用先进仪器研究微小的空气颗粒物如何形成和演变。相反，他们发现了一些令人惊讶的事情：在西半球首次在空气中检测到中链氯化石蜡（MCCPs），这是一种有毒有机污染物。这些发现发表在《ACS Environmental Au》上。
“作为一名科学家，发现像这样我们原本并未寻找的意外之物，是非常令人兴奋的，”科罗拉多大学博尔德分校化学博士生、该研究的主要作者丹尼尔·卡茨说。“我们开始更多地了解这种我们知道存在且需要更好理解的有毒有机污染物。”
什么是MCCPs及其重要性
MCCPs目前正在接受评估，可能被列入《斯德哥尔摩公约》的管制名单，该公约是一项旨在保护人类健康免受持久性和广泛分布化学品危害的国际协议。尽管此前在南极洲和亚洲等地曾检测到这些污染物，但直到这项研究之前，科学家一直难以在西半球上空的空气中对其进行测量。
这些化学品通常用于工业过程，包括金属加工液以及PVC和纺织品的生产。它们经常出现在废水中，并可能最终进入生物固体肥料（也称为污水污泥），这是废水处理过程中产生的。研究人员认为，他们在俄克拉荷马州检测到的MCCPs可能源自附近施用了此类肥料的农田。
“当污水污泥被撒在田间时，那些有毒化合物可能会释放到空气中，”卡茨说。“我们无法直接证明正在发生这种情况，但我们认为这是它们进入空气的一种合理途径。已有研究表明污水污泥肥料会释放类似的化合物。”
监管可能带来的副作用
MCCPs与短链氯化石蜡密切相关，后者自2009年起已受到《斯德哥尔摩公约》和美国环境保护局的监管。这些早期监管是基于SCCPs能够长距离迁移、在环境中持久存在并对人类健康构成风险的证据而实施的。
然而，研究人员怀疑，限制SCCPs可能促使工业界用MCCPs替代它们，从而增加了这些相关化学品的存在。
“我们总是面临监管带来的这些意外后果，即你监管了某些东西，但对含有这些成分的产品的需求仍然存在，”科罗拉多大学博尔德分校化学教授、CIRES研究员及该研究的合著者艾莉·布朗说。“所以它们就被其他东西替代了。”
科学家如何追踪这些化学品
这一发现源于俄克拉荷马州该站点的持续空气监测。团队使用了硝酸根化学电离质谱仪，这是一种能够识别空气中特定化合物的灵敏仪器。测量工作持续进行了一整月，全天候收集数据。
当卡茨分析数据时，他发现了一些与已知化合物不匹配的异常同位素模式。经过进一步调查，这些模式被证实与MCCPs相关的氯化石蜡有关。
与“永久化学品”的联系及未来研究
卡茨指出，MCCPs与PFAS具有相似之处，PFAS是一类常被称为“永久化学品”的物质，因为它们在环境中分解非常缓慢。对土壤中PFAS污染的担忧最近促使俄克拉荷马州参议院禁止了生物固体肥料。
既然科学家已经确认了如何在空气中检测MCCPs，下一步就是追踪其水平随时间的变化。研究人员希望了解其浓度在不同季节如何变化，以及这些化学品一旦进入空气会产生什么影响。
“我们识别出了它们，但我们仍然不清楚它们在大气中究竟起什么作用，需要进一步调查，”卡茨说。“我认为重要的是，我们要继续拥有能够评估科学依据并为了公共健康与安全在必要时监管这些化学品的政府机构。”