Полевые научные изыскания порой преподносят сюрпризы, отклоняясь от первоначального замысла. Исследователи, ставя перед собой конкретные задачи, нередко сталкиваются с данными, ведущими к совершенно неожиданным открытиям. Подобный случай произошел с группой ученых из Университета Колорадо в Боулдере, работавших в сельскохозяйственном регионе штата Оклахома. Используя передовое оборудование для анализа формирования и эволюции атмосферных микрочастиц, они зафиксировали явление, ранее не наблюдавшееся в Западном полушарии: присутствие в воздухе хлорированных парафинов со средней длиной цепи (MCCP) — токсичных органических загрязнителей. Результаты этого исследования обнародованы в издании ACS Environmental Au.
«Для ученого невероятно увлекательно обнаружить нечто столь неожиданное, чего мы изначально не искали», — поделился Дэниел Кац, аспирант кафедры химии Калифорнийского университета в Боулдере и ведущий автор работы. — Это позволяет нам глубже изучить данный токсичный загрязнитель, о существовании которого известно, но понимание которого требует дальнейших усилий».
Хлорированные парафины: невидимая угроза с полей
В настоящее время MCCP рассматриваются как потенциальный объект регулирования в рамках Стокгольмской конвенции — международного соглашения, призванного оградить здоровье человека от стойких органических загрязнителей. Несмотря на то что эти соединения ранее идентифицировались в таких удаленных регионах, как Антарктида и Азия, их концентрация в атмосфере над территориями Западного полушария оставалась неизмеренной.
Данные химикаты широко применяются в различных промышленных процессах, включая металлообработку, производство ПВХ и текстиля. Зачастую они попадают в сточные воды и впоследствии могут содержаться в твёрдых биологических удобрениях, известных также как осадок сточных вод, образующийся после их очистки. Ученые выдвигают предположение, что обнаруженные в Оклахоме MCCP, вероятно, попали в воздух с близлежащих полей, где использовались подобные удобрения.
«Когда осадок сточных вод распределяется по сельскохозяйственным угодьям, эти устойчивые соединения способны подниматься в атмосферу», — пояснил Кац. — «Мы не можем напрямую доказать этот механизм, однако считаем его наиболее вероятным путем их попадания в воздушное пространство. Известно, что удобрения на основе осадков содержат схожие загрязняющие вещества».
Таким образом, исследование, начавшееся с изучения атмосферных частиц, выявило новую, практически невидимую проблему загрязнения, связанную с переносом сильнодействующих химикатов с поверхностного слоя почвы в воздух. Это открытие, сделанное в Оклахоме, указывает на необходимость более пристального внимания к циркуляции токсичных веществ в агроэкосистемах.
оединения».
Возможный побочный эффект регулирования
MCCP имеет важное значение с хлорированными парафинами с короткой цепью (SCCP), которые уже регулируются Стокгольмской конвенцией и Агентством по охране окружающей среды США с 2009 года. Эти более ранние правила основаны на доказательствах того, что SCCP может перемещаться на большие расстояния, сохраняя себя в окружающей среде и создавая угрозу для здоровья человека.
Однако исследователи подозревают, что эти ограничения использования КЦХП могут привести к тому, что промышленность заменила их MCCP, увеличивая присутствие родственных химических веществ.
«У нас всегда есть непредвиденные последствия регулирования, когда вы что-то регулируете, то все еще существует потребность в продуктах, в которых это было», — сказал он. сказала Элли Браун, профессор химии Калифорнийского университета в Боулдере, член CIRES и соавтор исследований. – Значит, их чем-то заменяют.
Как ученые отслеживали химические вещества
Открытие было сделано в результате непрерывного движения воздуха на полигонах в Оклахоме. Команда использовала масс-спектрометр со средней ионизацией нитратов — тонкий прибор, который может определять электрические соединения в пространстве. Измерения собирались круглосуточно в течение полного месяца.
Анализируя данные, Кац обнаружил необычные изотопные структуры, которые не именуются известными соединениями. После дальнейшего изучения этих свойств были повышены хлорированные парафины, нарушения с MCCP.
Ссылки на «Forever Chemicals»; и будущие исследования
Кац отметил, что MCCP имеет сходство с PFAS, химическими химикатами, которые часто называют «вечными химикатами». потому что они очень медленно разрушаются в окружающей среде. Обеспокоенность по поводу загрязнения окружающей среды ПФАС недавно привела к тому, что Сенат Оклахомы запретил твердые биологические удобрения.
Теперь, когда ученые подтвердили, что MCCP находится в пространстве, следующий шаг будет отслеживаться так, как их уровни изменяются в течение времени. Исследователи хотят понять, как компоненты изменяются в зависимости от времени года и какие последствия могут иметь эти химические вещества, попадая в воздух.
«Мы их идентифицировали, но до сих пор точно не знаем, что они делают, когда адаптируются в атмосфере, и их необходимо учитывать дальше», — сказал он. — сказал Кац. «Я думаю, что важно, чтобы у нас сохранялись существующие действующие законы, позволяющие оценивать научные результаты и регулировать работу этих веществ, необходимые для общественного здравоохранения и безопасности».