Eerste luchtgebonden toxine gedetecteerd op het westelijk halfrond

Onderzoek onthult voor het eerst MCCP’s in de lucht van het westelijk halfrond

Af en toe lijkt wetenschappelijk onderzoek op detectivewerk. Onderzoekers trekken de velden in met een hypothese en hoge verwachtingen van specifieke resultaten, maar soms is er een wending in het verhaal die een diepere duik in de data vereist.

Dit was het geval voor onderzoekers van de Universiteit van Colorado Boulder die een veldcampagne leidden in een agrarisch gebied van Oklahoma. Met behulp van een geavanceerd instrument om te meten hoe aerosoldeeltjes zich in de atmosfeer vormen en groeien, stuitten ze op iets onverwachts: de eerste luchtmetingen van middelgrote gechloreerde paraffines (MCCP’s), een soort giftige organische verontreiniging, in het westelijk halfrond. Hun resultaten zijn vandaag gepubliceerd in ACS Environmental Au.

“Het is erg spannend als wetenschapper om iets onverwachts te vinden waar we niet naar zochten,” zei Daniel Katz, promovendus scheikunde aan CU Boulder en hoofdauteur van de studie. “We beginnen meer te leren over deze giftige organische verontreiniging waarvan we weten dat deze bestaat en die we beter moeten begrijpen.”

MCCP’s worden momenteel overwogen voor regulering door het Stockholm Verdrag, een mondiale overeenkomst ter bescherming van de menselijke gezondheid tegen langdurige en wijdverspreide chemicaliën. Hoewel de giftige verontreinigingen zijn gemeten in Antarctica en Azië, waren onderzoekers tot nu toe niet zeker hoe ze deze in de atmosfeer van het westelijk halfrond konden documenteren.

MCCP’s worden gebruikt in vloeistoffen voor metaalbewerking en in de constructie van PVC en textiel. Ze worden vaak aangetroffen in afvalwater en kunnen daardoor eindigen in biosolide mest, ook wel rioolslib genoemd, dat ontstaat wanneer vloeistof uit afvalwater in een zuiveringsinstallatie wordt verwijderd. In Oklahoma vermoeden onderzoekers dat de MCCP’s die ze identificeerden afkomstig zijn van biosolide mest in de velden nabij waar ze hun instrument opstelden.

“Wanneer rioolslib over de velden wordt verspreid, kunnen die giftige stoffen in de lucht worden vrijgegeven,” zei Katz. “We kunnen niet direct aantonen dat dit gebeurt, maar we denken dat het een redelijke manier is waarop ze in de lucht terechtkomen. Meststoffen met rioolslib hebben aangetoond vergelijkbare verbindingen vrij te geven.”

Kortere gechloreerde paraffines (SCCP’s), de kleine neven van MCCP’s, worden momenteel gereguleerd door het Stockholm Verdrag en sinds 2009 door de EPA in de Verenigde Staten. De regulering volgde op studies die ontdekten dat de giftige verontreinigingen, die zich ver verspreiden en lang in de atmosfeer blijven, schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid. Maar onderzoekers veronderstellen dat de regulering van SCCP’s mogelijk heeft geleid tot een toename van MCCP’s in het milieu.

“We hebben altijd onbedoelde gevolgen van regulering, waarbij je iets reguleert en er dan nog steeds behoefte is aan de producten die daaruit voortkwamen,” zei Ellie Browne, professor scheikunde aan CU Boulder en co-auteur van de studie. “Dus worden ze vervangen door iets anders.”

Metingen van aerosolen leiden tot een nieuwe en verrassende ontdekking

Met behulp van een nitrate chemische ionisatie-massaspectrometer, waarmee wetenschappers chemische verbindingen in de lucht kunnen identificeren, mat het team lucht op de agrarische locatie 24 uur per dag gedurende een maand. Terwijl Katz de data catalogiseerde, documenteerde hij de verschillende isotopische patronen in de verbindingen.

De door het team gemeten verbindingen vertoonden duidelijke patronen, en hij merkte nieuwe patronen op die hij onmiddellijk identificeerde als verschillend van de bekende chemische verbindingen. Met wat aanvullend onderzoek identificeerde hij ze als gechloreerde paraffines die in MCCP’s worden aangetroffen.

Katz zegt dat de samenstelling van MCCP’s vergelijkbaar is met PFAS, langdurige giftige chemicaliën die langzaam afbreken in de loop van de tijd. Bekend als “voor altijd chemicaliën”, leidde hun aanwezigheid in de bodem onlangs tot een verbod op biosolide mest door de Senaat van Oklahoma.

Nu onderzoekers weten hoe ze MCCP’s moeten meten, kan de volgende stap zijn om de verontreinigingen op verschillende tijden van het jaar te meten om te begrijpen hoe de niveaus elk seizoen veranderen. Veel onbekenden rondom MCCP’s blijven bestaan, en er is nog veel te leren over hun milieu-impact.

“We hebben ze geïdentificeerd, maar we weten nog steeds niet precies wat ze doen als ze in de atmosfeer zijn, en ze moeten verder worden onderzocht,” zei Katz. “Ik denk dat het belangrijk is dat we overheidsinstanties blijven hebben die in staat zijn om de wetenschap te evalueren en deze chemicaliën indien nodig te reguleren voor de volksgezondheid en veiligheid.”