科學家們在大氣中發現了含量驚人的、鮮為人知的矽污染物，這引發了對其可能對人體健康和氣候造成的風險的新疑問。這些被稱為甲基矽氧烷的化學物質，廣泛用於化妝品、工業產品、交通運輸和家用物品中。研究人員在從主要城市到鄉村和森林的廣泛環境中都發現了這些化合物。
這項研究由烏特勒支大學和格羅寧根大學的研究人員領導，並發表在《大氣化學與物理學》期刊上。
全球隱藏的矽污染
像 PFAS 和微塑膠等污染物，其在環境中的廣泛存在已為人所知。但甲基矽氧烷，這類常被用作潤滑劑的防水矽化合物，卻鮮少受到關注。
多年來，科學家們認為在大氣中檢測到的甲基矽氧烷主要來自個人護理產品和工業材料的蒸發。然而，最近研究人員發現，船舶和機動車輛會釋放另一種由較大分子組成的甲基矽氧烷，這種形式不易蒸發。
新的研究表明，這些較大的甲基矽氧烷並不僅限於交通繁忙的地區。科學家們在城市、沿海、鄉村和森林環境中都檢測到了它們，這表明這些化學物質在大氣中廣泛存在。
烏特勒支大學副教授、該研究的聯合指導者 Rupert Holzinger 表示：「研究結果還表明，大氣中甲基矽氧烷的濃度遠高於預期。」
據研究人員稱，這些大分子甲基矽氧烷佔大氣中有機氣溶膠總質量的 2% 至 4.3%，使其成為空氣顆粒中檢測到的最豐富的合成化合物之一。相比之下，PFAS 的大氣濃度通常低一千多倍。
引擎機油如何釋放甲基矽氧烷
添加到潤滑劑中的甲基矽氧烷旨在輔助潤滑而非燃燒。然而，在引擎運轉過程中，活塞等移動部件需要持續潤滑，這使得少量機油不可避免地進入燃燒室。
由於甲基矽氧烷具有高度耐熱性，並且在燃燒過程中不會完全分解，因此有些會在引擎內部的高溫下倖存下來，並通過廢氣排放到大氣中。
最高濃度出現在城市地區。在巴西聖保羅都會區採集的樣本，濃度達到每立方米 98 奈克。最低濃度出現在森林地區，包括立陶宛的 Rugsteliskis，濃度為每立方米 0.9 奈克。
研究人員還在荷蘭一個名為 Cabauw 的小型鄉村村莊採集了空氣樣本，濃度達到每立方米 2 奈克。
這些測量數據來自荷蘭、立陶宛和巴西的站點，為研究人員提供了來自不同氣候、不同半球和不同經濟區域（包括發達經濟體和新興經濟體）的數據。
由於甲基矽氧烷似乎幾乎存在於大氣的各個角落，研究人員表示，人們很可能持續吸入它們。科學家們仍然不知道這種暴露可能對人體健康產生什麼長期影響。
Holzinger 表示：「然而，我們估計，每日吸入的甲基矽氧烷劑量可能超過其他合成化合物，例如 PFAS 和微塑膠及奈米塑膠。因此，我們強調迫切需要評估這些對健康的影響。」
研究人員還警告說，這些化學物質可能會影響氣候和大氣過程。甲基矽氧烷可以改變氣溶膠的性質，而氣溶膠在雲的形成和氣候行為中起著重要作用。
例如，這些化合物可能會改變氣溶膠的表面張力，影響雲的形成方式。它們也可能干擾冰核形成，這是大氣雲過程中的一個重要步驟。
汽車排放與污染源的關聯
研究發現，超過一半檢測到的大分子甲基矽氧烷顆粒可能來自交通排放。研究人員認為，其來源與機油等潤滑劑有關。
科學家們得出這一結論，是因為他們發現甲基矽氧烷在大氣中的擴散方式與機油中常見的長鏈烴相似。相似的擴散模式強烈表明它們來自同一來源。
有趣的是，長鏈烴在穿過大氣並稀釋後顯著減少。然而，甲基矽氧烷卻保持得更為穩定。即使經過長距離傳輸，大量甲基矽氧烷仍然存在於大氣中。
據研究人員稱，這種穩定性意味著這些化合物很可能通過空氣長距離傳播。