Открытие, которое не планировалось. Токсин, передающийся по воздуху, впервые обнаружен в Западной полушарии

Порой научный поиск сродни расследованию. Ученые выходят "в поле" с гипотезой и твердым намерением получить определенные результаты, но иногда случается неожиданный поворот, требующий более тщательного анализа данных. Именно это произошло с исследователями из Университета Колорадо в Боулдере, проводившими полевую кампанию в аграрном регионе Оклахомы.

Используя передовой инструмент для отслеживания формирования и роста атмосферных аэрозольных частиц, они столкнулись с сюрпризом: впервые в Западном полушарии были зафиксированы среднецепочечные хлорированные парафины (MCCP), класс вредных органических загрязнителей.

«Для ученого особенно интересно обнаружить что-то незапланированное, то, что не было целью поиска, – отметил Дэниел Кац, аспирант кафедры химии CU Boulder и главный автор исследования. – Мы начинаем получать больше информации об этом токсичном органическом загрязнителе, о котором мы знаем, но который требует более глубокого изучения».

В настоящее время рассматривается возможность регулирования MCCP в рамках Стокгольмской конвенции, международного соглашения, направленного на защиту здоровья человека от устаревших и широко распространенных химических веществ. Несмотря на то, что токсичные загрязнители были обнаружены как в Антарктиде, так и в Азии, ученые все еще не уверены, как зафиксировать их присутствие в атмосфере Западного полушария.

MCCP применяются в жидкостях для обработки металлов, а также в производстве ПВХ и текстиля. Эти вещества часто обнаруживаются в сточных водах и могут попасть в биотвердое удобрение, известное как осадок сточных вод, который образуется при удалении жидкости на очистных сооружениях. В Оклахоме исследователи предполагают, что MCCP, которые они обнаружили, могли быть получены из биотвердого удобрения на полях рядом с местом установки их оборудования.

«Когда сточные воды распределяются по полям, эти токсичные вещества могут выбрасываться в атмосферу, — отметил Кац. — Хотя мы не можем прямо доказать этот процесс, мы считаем, что это вероятный способ их попадания в воздух. Исследования показали, что удобрения на основе осадков сточных вод могут выделять аналогичные соединения».

Короткоцепочечные хлорированные парафины (SCCP), являющиеся ближайшими родственниками MCCP, уже регулируются Стокгольмской конвенцией и с 2009 года — Агентством по охране окружающей среды США. Эти меры были приняты после того, как исследования продемонстрировали, что токсичные загрязнители, способные распространяться на большие расстояния и долго оставаться в атмосфере, представляют опасность для здоровья человека. Однако ученые предполагают, что введение регулирования SCCP могло привести к увеличению уровня MCCP в окружающей среде.

«Регулирование всегда влечет за собой непреднамеренные последствия, когда вы ограничиваете одно вещество, но спрос на продукты, содержащие его, остается», — сказала Элли Браун, профессор химии в CU Boulder, научный сотрудник CIRES и соавтор исследования. «Поэтому их заменяют другими веществами».

С помощью масс-спектрометра с химической ионизацией нитрата, который позволяет ученым выявлять химические соединения в воздухе, команда проводила замеры на сельскохозяйственном участке круглосуточно в течение месяца. Пока Кац анализировал собранные данные, он фиксировал различные изотопные паттерны в соединениях.

Измеренные соединения демонстрировали четкие закономерности, и он заметил новые паттерны, которые сразу же определил как отличающиеся от известных химических веществ. После дополнительных исследований он идентифицировал их как хлорированные парафины, присутствующие в MCCP.

Кац отмечает, что состав MCCP схож с PFAS, долговременными токсичными химикатами, которые медленно разлагаются со временем. Из-за их устойчивости, известной как «вечные химикаты», недавние находки их в почвах привели к запрету на использование биотвердых удобрений в Сенате Оклахомы.

Теперь, когда исследователи освоили методику измерения MCCP, следующим шагом может стать изучение уровней загрязняющих веществ в разные сезоны, чтобы понять, как они изменяются в течение года. Существует множество неизвестных аспектов, связанных с MCCP, и еще много нужно выяснить о их воздействии на окружающую среду.

«Мы их идентифицировали, но до сих пор не знаем точно, как они ведут себя в атмосфере, и это требует дальнейшего изучения», — добавил Кац. «Важно, чтобы у нас были государственные учреждения, способные оценивать научные данные и регулировать эти химикаты в интересах общественного здоровья и безопасности».

Результаты их работы сегодня опубликованы в журнале ACS Environmental Au.

Источник изображения на обложке: ACS Environmental Au (2025)