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海里的木塞

时间:2022-12-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:环保部购买了第一台质谱仪,加尼科拉想找个正当理由用上他的新技能。警察破案,环保部则靠谈判达成统一意见。1996年4月,高中礼堂那场近乎骚乱的会议过去几周之后,加尼科拉的上司请他参加一个特别工作组的会议,这个小组是为了应对汤姆斯河水质监测危机而匆忙成立的。卫生部集中全力想证明在汤姆斯河目前还没有人受害,而环保部想确保水务公司遵守规定。加尼科拉认为两个任务都很重要,同时他还把汤姆斯河视为一个法医学上的挑战。

新泽西州环境保护部的官僚氛围浓厚,弗洛伊德·加尼科拉却置身事外。他不苟言笑,总穿着笔挺的白衬衫,领带系得端端正正,他是一名受过专业训练的化学家,骨子里是一个持异见者,尽管这并没有反映在穿着上。他在新泽西的职业生涯始于为州警做法医鉴定,当时他负责通过分析缴获毒品的化学结构识别其成分。科学检测工作需要精细、耐心和发自内心的不轻信任何事情,这是加尼科拉的强项。有时他会对一个案子花费数周的时间,对一个样品做几十次测试,以确保分析无误。后来他离职去了一家制药公司,环保部1982年招聘的时候又跳槽去了那里。现在加尼科拉获得了质谱分析的硕士学位,知道怎样通过分析组分的质量信息识别化合物。环保部购买了第一台质谱仪,加尼科拉想找个正当理由用上他的新技能。他想,追踪污染源至少会和追捕毒贩一样有趣。

但州环保部和州警截然不同。它的职责不是调查或起诉,而是解释,并运用复杂的规则管理大小事务,从渔业、林地、回收利用,到放射性废弃物。警察破案,环保部则靠谈判达成统一意见。这个机构以过程为主导,加尼科拉深陷于环境管理的细枝末节之中,很不适应。最后他做了质量控制的工作,负责针对环保部及其管理的项目——包括供水项目,检查其测试结果的准确性。加尼科拉经常发现数据不合标准,他不惮于跟上司反映,这种事多得让他的上司都觉得难受了。

1996年4月,高中礼堂那场近乎骚乱的会议过去几周之后,加尼科拉的上司请他参加一个特别工作组的会议,这个小组是为了应对汤姆斯河水质监测危机而匆忙成立的。尽管加尼科拉脾气怪异,他作为部里水体污染物鉴别方面的专家还是被请去了。这让他很高兴,他觉得这个项目比较有趣,还有点刺激,这让他想起了在州警察局的日子。卫生部集中全力想证明在汤姆斯河目前还没有人受害,而环保部想确保水务公司遵守规定。加尼科拉认为两个任务都很重要,同时他还把汤姆斯河视为一个法医学上的挑战。患癌儿童的数量多得惊人,而他现在有机会去查明原因,找出应该对此事负责的人。

有大量的数据需要回顾。最开始检查当地饮用水的时候,加尼科拉和小组成员发现,除了放射性问题和极低浓度的三氯乙烯,水质问题很少。[1]经历了公布水体有放射性的可怕过程之后,其他常规检测项目的结果成了一种巨大的安慰。无论儿童癌症的集群是由什么原因造成的——如果真有所谓原因的话——看起来似乎不在水里。5月7日,卫生专员菲什曼兴高采烈地去到汤姆斯河宣布:经过“新泽西州有史以来对公共饮水系统最全面、最密集、最深入的调查,这水饮用、淋浴、烹饪都是安全的”。[2]

但这不是全部的事实,至少州水质检测团队中的某些人知道这一点。紧急检测程序产生出了大量的数据,这其中隐藏着一个微弱的信号:汤姆斯河的饮用水中有一些异常,这种异常可能还很重要。还要再过几个月,弗洛伊德·加尼科拉才能解读出这个信号的意义,而其他人还要再过几年才能理解它的重要性。

追根溯源,弗洛伊德·加尼科拉和他的同事在汤姆斯河的一滴水中所做出的发现,传承自古埃及的炼金术士,以及所有那些执着于探索如何对物质进行分离并确定其组分的人。这些继承埃及人衣钵的人——先是出现在阿拉伯世界,然后传到欧洲——从典籍中得到启示,例如《翠玉录》,据说是由埃及的透特神编纂。“Separate thou ye earth from ye fire,ye subtle from the gross sweetly with great industry”(分土于火,萃精于糙,谨慎行之),这是《翠玉录》的一个早期英语译文中的一句。译者是17世纪一位因其他事业而功成名就的神秘炼金术士:艾萨克·牛顿。他对光学和重力的研究奠定了现代物理学的根基,但牛顿更多的时间都用来尝试点铅成金了,他还在私人日记中以密码记录了实验的过程。

炼金术士们知道,如果对一个看似稳定的物质进行煅烧、水煮、溶解、蒸馏,或是其他操作,它多半会变成两种或多种组分。但这是一个反复尝试的艰辛过程,并不总会成功,因为传统的化学处理对很多物质没有效果。他们真正需要的,是一种能满足《翠玉录》中所有要求的设备,将投入其中的任何物质都变成最基本的组分。有两个德国人想出了解决方法。首先是罗伯特·本生,以他的名字命名的煤气灯——本生灯——并非由他发明,不过他对其进行了改善,然后他用这种灯研究了不同种金属汽化后火焰的颜色。1860年,他的朋友古斯塔夫·基尔霍夫想出用牛顿的方法——以棱镜观察那些火焰,将其分离出更精细的光谱——研究本生实验过的那些汽化金属的谱线。用一束强光穿过温度较低的蒸汽,再通过棱镜观察这束光线,可以看到它出现了一系列的特征线条,不过这些线是光谱中的暗线。[3]基尔霍夫第一个读到了自然界自己的条形码,他发现每种分子在温度高的时候会发射出一系列的特定谱线,而温度降低后又会吸收特定波长的光。他和本生并不知道为什么不同的物质有其特定的谱图(答案还要等半个世纪才能揭晓),但他们立即抓住了“光谱仪”可以测试未知物质的用途。[4]

很快,全欧洲的科学家都开始寻找新方法来逼迫混合物们交代自己的秘密。1931年英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆森让带电的混合气体通过一个通有电场的真空管,发现每种不同的气体都以一个特定的角度发生了偏转,这个角度由其质量和带电量决定。汤姆森在一张感光片上记录了这些偏转的角度,可以借此确定元素和简单分子的质量。六年后,他的学生弗朗西斯·阿斯顿设计出了一台更加精确的仪器,他将其称为质量全息仪,后称为质谱仪。最终,在上世纪50年代晚期,陶氏化学的两名科学家将质谱仪与另一个强有力的工具,气液色谱仪连在了一起。[5]样品汽化后,其中各个组分可以在气相色谱中被分离开,因为它们通过液体或高分子聚合物时的速度有所不同。将色谱和质谱串联在一起后,几乎任何组分都可以被鉴定出来。到了20世纪末,色质联用技术已被用于鉴定牙齿化石的年代、检测运动员非法使用的类固醇、搜寻海底石油存储、监测麻醉病人呼吸等许多工作。

凭借坚持与运气,训练有素的调查人员使用这两种仪器甚至有可能在一滴水中发现并识别出极微量的未知污染物。这如同在分子的海洋里发现一个上下漂浮的软木塞,然后确定出它是从哪瓶酒上撬下来的。

汤姆斯河的水里的化学信号就是这么一个小木塞。它是那么小,又那么奇怪,州环保部里大多数听说了它的人,都觉得水里根本没有这东西,不过一次测量误差。[6]但这个数据不断地冒出头来。实验室重新测定样品之后它还是在那里,不单是一口井,有两口井中都出现了它:花园路二十六和二十八号井,它们正是汤姆斯河受污染物侵扰最严重的两口井。环保部早已知道,最晚到80年代,还可能更早,那两口井已经抽出了几英里之外赖克农场的三氯乙烯,可能还有那里的其他污染物。

关于这个神秘化合物的身份,唯一的线索是环保部气液色谱中做出来的一张图。它看上去就像小孩子画的一排山,由一条连续的曲线绘出了四个高度各不相同的峰。每个峰代表的是水样中的某种未知的含氮或含磷的化合物。这些峰都很低,这意味着它们的浓度很低:十亿分之六,[7]或者说样品中0.000 000 6%是这种物质。通常环保部对这么低的浓度都不予理睬,何况还是未知成分。但在汤姆斯河这是个机会,可以多做一些,解开这个谜团,而不仅仅是满足于达到了标准要求的下限。于是弗洛伊德·加尼科拉逼着同事们东拼西凑凑够了做一次质谱的样品量。大费周章后,他们成功了。

谱图的结果看上去像是缺了齿的梳子。一条条各自分开高低不同的细线,分子量分别是129、156、115,偶尔还有210道尔顿。(道尔顿是相对质量的单位,得名于英国化学家约翰·道尔顿。)[8]现在清楚了,质谱里走的这一程将这个神秘化合物敲成了三到四个大块,和很多小得几乎无法测定的小块。但这是什么化合物呢?加尼科拉认识的人里谁也没听说过由这四个组分组成的质谱图。加尼科拉向全国最大的质谱图库求教,没有找到由129、156、115和部分210组成的物质。

州政府里没几个人赞赏加尼科拉的好奇心。对于他在环保部的上司来说,神秘化合物真正重要的只有两点:它不是他们所担心的污染物清单上的东西,而且它只有6 ppb。最开始人们发现它只是因为州长惠特曼在琳达·吉利克的压力下要求进行极为全面的检测。正是因此,环保部才给自己的色谱仪接上了氮磷检测器,除了环保局清单上的化合物之外它还可以检测到“非特定”的工业污染物。出乎意料,检测器发现了点东西。不出所料,弗洛伊德·加尼科拉想搞清楚它究竟是什么。

这个问题上,在环保部内部,他主要的对手是环境安全与分析的主管吉拉德·尼科尔斯,他认为,辨识这个只在花园路水井有检出的化合物是浪费时间和金钱。[9]尼科尔斯觉得:“通常,你的发现不超过50 ppb是没人会感兴趣的,为什么这次要破例?”他不是唯一一个反对加尼科拉的提议的主管。负责评估旧排污点安全性的人很生气。联合碳化物公司和美国环保局已经向他们保证过赖克农场对汤姆斯河的饮用水没有威胁。如果花园路水井中的这个神秘物质的来源牵扯到那里会怎样?要考虑极低浓度未知化合物的影响,难道要州环保部和美国环保局修正所有——有几百个点位——他们对新泽西州污染点位的评估?尼科尔斯回忆道:“他们很生气,我们都很生气。”

弗洛伊德·加尼科拉觉得事情是明摆着的:孩子们患上了癌症,水里有奇怪的东西,州里就有责任去搞明白它是什么,谁弄进去的。他跟每一个肯听他说话的人都说,新发现的神秘物质不只在那两口井里。圣·约瑟夫小学——就在镇中心——的自来水里也有,虽然只有1 ppb。与此同时,琳达·吉利克和她的顾问委员会已经知道了环保部检出了神秘化合物。如果州政府什么都不做,第二天的《纽瓦克明星纪事报》或是《阿斯伯里帕克新闻》上就会有头条新闻:“汤姆斯河的学童们喝着未知的化合物,州政府拒绝对此进行调查。”没有选择的余地,他们只能让加尼科拉继续追踪神秘化合物。尼科尔斯回忆说:“我们争论了很久,最终达成共识,即便我们不想调查这个物质,公众也会逼着我们去查,因为整个过程非常公开,公众知道发生了什么。”

不情不愿地,加尼科拉的上司告诉他接着查下去。

卫生专员菲什曼5月7日宣布饮用水是安全的,这达到了预期的效果:汤姆斯河稍稍平静了一些。代之以惶恐的,是更加安静而持续的焦虑。与此同时,业余流行病学在镇上遍地开花。[10]可能出现了癌症集群的电话不断涌入欧申之爱和州政府的特别热线,几十位居民在制作他们自己的居住区和办公室癌症病例列表。镇中心邮局的员工要求进行环境调查,街对面州办公大楼的工人们也一样。邮政工会很担心,因为过去二十五年里那家邮局的三百个员工中有三十二个人患上了癌症。但1995年一年,新泽西州的发病率是每三百人一点三个病例,所以在四分之一个世纪中出现三十二个病例是正好符合预期的。[11]但这个事实对于热锅上的汤姆斯河来说全无效用。多亏总是伸出援手的参议员候选人罗伯特·托里切利——那个春天,媒体的狂攻滥炸正在顶峰的时候,他基本上都住在汤姆斯河——邮政工会得以进行了这个调查。经过对大气、土壤和水体彻底的,价格不菲的调查,联邦的调查人员没有在邮局发现任何毒性风险。[12]

要说最有理由要求进行流行病学调查的群体,那非汽巴的工人莫属。工会主席约翰·塔尔迪不断听说退休职工被确诊为癌症,于是他开始鼓动大家,要求对八年前菲利普·科尔和伊丽莎白·德尔泽尔对工人做的调查进行更新。1996年年初公司同意了,再次和科尔那家下设在伯明翰亚拉巴马大学的、有企业背景的研究团队签订了合同。随着一个个初步调查的完成,工厂中有污染诱发癌症的证据日益增多;随着死亡人数的增多,偶然因素的干扰逐渐消失。下一步的研究似乎还会遵循这个趋势,但它的结果——公司的官员告诉工会——还要两年才能出来。

汽巴眼前的麻烦是要把接下来的几个月挺过去。癌症集群的曝光发生在了一个特别敏感的时期,按原定计划,公司和山德士——汤姆斯河化工厂的前合作伙伴——的合并即将完成。新公司将更名为诺华,汽巴希望在由化工转向制药的过程中重塑品牌,改善自身的形象。汤姆斯河癌症集群的宣传会让这个努力功亏一篑。报纸、杂志和电视上的报道有几百篇,大多把对汽巴废弃物排放的描述和对癌症家庭的悲痛的采访——吉利克、帕斯卡瑞拉,还有其他遭受癌症打击的家庭——放在一起。公司还有另一个麻烦:对其保险公司的旷日持久的诉讼——涉及几亿美元对汤姆斯河的清理费用——终于在1996年春天开庭了。汽巴最后是赢了,但审判同时曝光了令人尴尬的消息,包括公司在六十年代中期掩盖了其对河边的霍利街水井的污染的事情,多年之后终于浮出水面。

对汤姆斯河来说,吸引大量注意力只有一个好处:州政府正在进行的,对镇上水、空气和土壤的检测的资金就更有保障了。这些检测价格昂贵,但持续的媒体报道就像猫薄荷一样吸引着政客们。当年夏天,国会拨款九十万美元,州议会追加六十万美元。后来发现,这远远不够,但这开了个了不起的头。

不过,大部分时候媒体的报道惹人生气。但这些报道就像公众对癌症集群的焦虑一样,似乎能够自己生生不息。一篇报道吸引到公共部门的注意力,他们就会给记者们更多可写的东西。琳达·吉利克也是这样。她和每个国内的记者都合作,州政府的调查每进展一步她都会让本地媒体充分知晓。吉利克成了收集各种离奇消息的漏斗,从担忧的本地人,到汽巴的前员工,甚至有报告在欧申县的鹿身上看到离奇肿瘤的猎人。虽然吉利克通报消息给记者时通常都很谨慎,但她经常明确表态自己相信癌症集群确实存在,并且是饮用水污染造成的。她抓住一切机会向人们描述欧申之爱各家的痛苦,以及他们为阻止汤姆斯河出现更多悲剧走过的漫漫长征路。这是个无法抗拒的情节,尤其迈克尔·吉利克又是个聪明、善于言谈的少年,不惧怕镜头,在镜头中,他的外貌有着强烈的视觉冲击力。

镇上不曾有人批评过吉利克,但对他母亲就不一样了。很多本地人憎恶琳达·吉利克招来的注意力。新闻报道经常把她打造成一个被迫走入特殊情境的普通城郊母亲,但她可一点也不普通。不屈不挠的性格将她造就成这样一个强力的代言人,同时也惹怒了很多与她接触的人。加里·卡斯珀森做县卫生委员会主席时与她有过摩擦,他回忆说:“对琳达我充满敬佩,但她是那种毫不留情的人。”有时候当吉利克觉得某些部门阻碍了癌症集群调查,开始纠缠时,即便是她的朋友都感到怵头。鲍勃·贾拉内拉是欧申之爱的委员,也是吉利克聘请的公民顾问委员会成员,他说:“吉利克用的法子我是不会用的,但限于当时我们面临的情形,我们所处的时代,这种方法非常有效。她让某一个人就等在那里,有时是她亲自跟那些人搭讪,直到人家最终答应帮我们做这事。”

怨恨吉利克的一个关键原因是钱。5月份吉利克在她的邮箱里发现了一封匿名信:“水没问题,癌症集群可能是假的。而欧申县却要度过一个难挨的夏天,因为是你吓走了游客、购房者和其他人。”负面消息直接打击了两个脆弱的产业:房地产业和旅游业,它们原本在“后汽巴”时代支撑着小镇的经济。银行家兼卫生委员会主席卡斯珀森回忆说:“汤姆斯河是一个夏季旅游景点,而房地产价格正在下降。人们的房子卖不动了。商人们最初没有说出他们的想法,但有一种潜在的想法是‘既然专家都还不知道答案,为什么每个人都在说汤姆斯河的不好?’”房地产降温还会对心理产生强烈的影响,令居民们觉得自己被卖不掉的房子套牢了。

1996年8月,另一个意外的公布,又给人们蒙上了一层阴霾:汽巴正在关停汤姆斯河工厂中仅存的几个车间,又有一百七十个就业岗位南下去了路易斯安那和亚拉巴马。12月之后就只有大概三十个职位了,基本都是刚开始的超级基金点位修复监测人员。密林深处的那个小王国真的要被抛弃了,它成了一座鬼城,脚下埋着多得难以想象的有毒废弃物。

汤姆斯河被置于全国媒体聚光灯下的头六个月里,除了破碎的名声和“待售”的牌子,这个小镇展示出来的别无其他。对癌症集群的解释依旧遥不可及。

弗洛伊德·加尼科拉想要改变这个现状。他已经取得了进展。通过一种特殊的质谱仪——以异丁烷为反应气的化学电离质谱——他已经设法确定了神秘化合物的分子量是210道尔顿——并非他早期认为的156。[13]这样,以加尼科拉对这个化合物的了解,他打算把它命名为“初步鉴定分子量210的含氮/磷化合物”(nitrogen/phosphoruse tentatively identified compound molecular weight 210),缩写TIC。但这东西到底是什么?它从哪来?加尼科拉认为,回答了第二个问题,可能会有助于回答第一个问题。赖克农场的嫌疑最大,1988年它就被指认为花园路水井中三氯乙烯的源头。既然一种工业溶剂可以从尼克·弗尼科拉的排污点沿着地下迁徙一英里来到花园路水井,神秘的TIC为什么不可以?

加尼科拉尝试用一种非传统的方法来进行探究。1996年8月的一天,他拿起电话打给了联合碳化物公司——对一个通常由律师以备忘录形式进行交流的政府机构来说,这很不寻常。实际上,加尼科拉是给负责为联合碳化物公司检测快乐平原地下水的承包公司——雷迪国际公司——打了电话。加尼科拉向他们索要在赖克农场的地下水中检出的,分子量为115、129、156或210道尔顿的,未识别出的化合物的色谱图。这是个无理的要求,因为没有条文规定公司需要提供这种信息。加尼科拉回忆说:“我觉得他们绝没可能给我的,但他们给了。出乎意料,他们立刻传真了过来。”[14]雷迪国际的色谱图从加尼科拉办公室的传真机里出来的一刻,他几乎抑制不住自己的激动心情了。它和州政府在花园路水井中采集到的样品中生成的色谱图完全相同。无论水井中的神秘物质是什么,它同样在赖克农场有。在污染点位正南的一个监测井中,雷迪国际检出神秘化合物的浓度大约为1 ppm——比它在花园路水井中的浓度高将近两百倍。[15]

对加尼科拉来说,发生的是什么非常明显:神秘化合物从赖克农场南下直奔花园路水井而去——而且汽提塔没有把它去除掉。无论这种神秘化合物是什么,汤姆斯河的居民们已经喝了很多年了。实际上,他们现在还在喝。

剩下的就是确认TIC是什么了,但即便如加尼科拉这般自信,这也超出了他的能力范围。他需要一位世界级的质谱专家来破解这道谜题,确定神秘化合物的分子结构。一些美国环保局的化学家们提到了一个人:如果说这件事真有人能做成的话,那只能是G·韦恩·索沃库尔了。索沃库尔在美国环保局的名声就类似加尼科拉在新泽西州环保部,古怪,顽固,玩起质谱来绝对是把好手。在康奈尔大学,索沃库尔师从弗雷德·麦克拉弗蒂,他这位老师将液气色谱与质谱进行了联用,还撰写了质谱使用的教科书,因此成为现代分析化学领域的领头人。1972年索沃库尔到新成立的美国环保局工作,自此以后一直在分析污染物,先是在北卡罗来纳工作,后来去了内华达州。他的成就包括首次从火电站煤炭燃烧的飞灰中发现了高毒的二噁英,首次在拉夫运河附近居民的血液中检出了氯苯。索沃库尔喜欢挑战,眼前的就是一个。

弗洛伊德·加尼科拉花了几周的时间,劝说畏首畏尾的上司同意了他联系索沃库尔,他将数据和新采的水样送去了索沃库尔在拉斯维加斯的实验室。水样只能由州卫生部提供,因为州环保部的实验室刚刚因为预算削减关门了。要是州环保部的实验室早关几个月,神秘的TIC就发现不了,因为卫生部的老旧设备检测不到浓度在5 ppb以下的物质。

州环保部实验室的这个幸运窗口期再次证明,在汤姆斯河事件中——从发现儿童癌症集群,到决定进行调查,再到现在识别出可疑原因——没有一件事是由持续、主动的政府监管提前确定的。恰恰相反,是恰当仪器在恰当的时间用在了恰当的操作者手里,这一系列的幸运发现了TIC。现在,它究竟是什么,就要被恰当的人揭晓了。

过去的四分之一个世纪里,韦恩·索沃库尔一直在质谱仪里跑污染物,他极少遇到不能立刻识别的污染物。但弗洛伊德·加尼科拉送来的这个有些棘手。可以组合成210道尔顿的原子排列太多了,很多都含有TIC的质谱片段,索沃库尔决定根据经验猜测来排除一些嫌疑物。就像有一套“万能工匠”拼装玩具的孩子一样,索沃库尔开始一个原子一个原子地构建分子模型,试图找出能和他对TIC仅有的一些了解相吻合的原子组合。他的工作是在二维空间里进行的,一支笔一张纸,不过他的思考是在三维的亚微观分子结构世界里进行的。索沃库尔知道,基本可以确定,氮是TIC的一个重要组分,而工业化学品中所含的氮经常是以氰基的形式存在的,该基团是一个氮原子和一个碳原子以三键相连形成。而且他知道,含两个氰基的化合物在质谱中经常释放出156道尔顿的质谱片段,TIC也有这个片段。所以索沃库尔猜测TIC有两个氰基,于是他开始在谱库中搜索有两个氰基并且谱图与TIC相似的工业化合物。[16]

10月中旬的时候,索沃库尔觉得已经抓到了嫌犯的尾巴:一种名为邻苯二乙腈的染料原料。它做汤姆斯河的嫌犯合乎逻辑,它用于染料生产,含两个氰基和一个六碳的苯环,苯是另一种工业上极普遍的溶剂。这种物质的质谱图——包括所含的片段——和TIC的极为相似。但它俩并不是完全一致,这点困扰着索沃库尔。他想知道这个分子的空间构象,而美国环保局拉斯维加斯实验室刚开发的一个新技术——名字很拗口:以选定离子记录数据分析质量峰——也许能实现这个目的。这项技术是索沃库尔的同事,安德鲁·格兰奇发明的,是一种可以精确判定分子片段质量与含量——哪怕是最小的片段——的质谱技巧。索沃库尔让加尼科拉给他又寄了一份花园路水井中采到的超浓缩的水样,格兰奇就开始工作了。

不过几天时间。11月初,格兰奇就解开了TIC核心的谜团,他推算出了TIC的分子式:含十四个碳原子,十四个氢原子,两个氮原子——C14 H14 N2。更有用的信息是,他确定了TIC经过质谱后产生的十种片段——不止包括加尼科拉确定的那四种更常见的片段——确切的分子量,精确到小数点后第四位。其中的几个片段非常小,之前根本没有被探测到。见到这些新数据之后,索沃库尔明白了,他之前的猜测错了,那不是染料化合物。但他并不沮丧,而是很兴奋。他终于得到了TIC的分子式和确切的特征谱。结果即将揭晓。弗洛伊德·加尼科拉则更甚,他难掩兴奋之情地跟联合碳化物公司通报了这些发现。他回忆说:“我告诉他们我们做出了分子式,很快就能识别这个物质了。”

不过最后这一步并不简单。数字化谱库中列出的化合物有三十多万种,其中有四十六种的分子量是210而且分子式都是C14 H14 N2。这些物质哪个都不能和TIC完全吻合,这东西太罕见了,谱库中没有。不过,可以用老式的方法:在已发表的摘要里查。为了这次搜索,索沃库尔劝说美国环保局雇用了一名专家,约瑟夫·唐纳利,他搜索了上百个过去的科技期刊,彻查其中涉及具有相关特性的C14 H14 N2分子的工业过程。不到一周的时间,他找到了。唐纳利发现,在一些60年代发表的论文中提到了一个工艺,两个丙烯腈分子结合在一个苯乙烯分子上,形成了一种牢固而柔韧的聚合物,可以用来生产塑料。这一工艺后来不再流行,但在20世纪60年代和70年代,一些日本和美国的公司曾生产过丙烯腈苯乙烯,用在从玩具到管材等各种产品中。[17]引起唐纳利注意的是,这一生产工艺有一种主要的废弃物,苯乙烯丙烯腈三聚物,这种带着臭味的浓稠棕色液体完全符合索沃库尔的全部要求。索沃库尔回忆说:“很快证明,这东西和数据完全吻合。”

11月13日,索沃库尔给加尼科拉发了一封报喜的传真。他在第一页上龙飞凤舞地写着:“我看就是它了!”就在同一天,另一份重要传真也发往了加尼科拉的办公室。这一个则冷静得多——考虑到这个传真的来源,这也是可以理解的。它是联合碳化物公司的克雷格·维莱尔发来的,信中说,根据加尼科拉十天前提供给维莱尔的分子式C14 H14 N2,公司发现了一种可疑物质。他们检索了过去在邦德布鲁克工厂的记录,发现联合碳化物公司在70年代的时候曾生产过掺杂有丙烯腈的聚苯乙烯塑料。这一工艺产生的无用的副产品三聚物——是生产过程偶然产生的——被当做废物排放了。公司的这封信中建议说:“你要找的可能是三聚物”,同时表示公司没有关于这种物质毒性的信息。

在这一点上联合碳化物公司说了实话。没有哪个机构要求过对苯乙烯丙烯腈(SAN)三聚物的安全性进行测试,也没有迹象显示公司自己曾做过测试。SAN三聚物是无用的副产物,是不能转卖只能扔掉的东西,干什么要费力去进行测试呢?但现在汤姆斯河的供水里发现了它——尽管含量很低——就有理由进行测试了。它的结构和那些已知或怀疑为致癌物的芳香类化合物类似,例如苯和萘。实际上,命名这种三聚物的两种物质——苯乙烯和丙烯腈,它俩共同组成了SAN三聚物——始终被怀疑具有致癌性,还可能有致突变能力。[18]

SAN三聚物的确定证明了赖克农场的废弃物仍在污染着镇上的饮用水,而且可能已持续多年——距离1988年在花园路水井里装上汽提塔,州环保部、美国环保局、联合水务公司和联合碳化物公司都宣称问题已经解决,已经过去了那么长时间。这些机构知道,对一个汽提塔,能指望的只有去除三氯乙烯这样很容易汽化的挥发性物质。SAN三聚物是半挥发性的物质,它需要以活性炭过滤去除。但早在70年代末,水务公司就拒绝了在花园路水井上安装昂贵的过滤设备。这些政府机构没有坚持,即便是在已经确认水井中的三氯乙烯来自赖克农场之后。美国环保局反倒站在了联合碳化物公司一边,放弃了强制公司在污染物羽流抵达花园路水井之前将其截断的计划。美国环保局单信赖用一个汽提塔来保护供水。现在,揭开了SAN三聚物的面纱,这让当初的决定看上去仿佛是一次愚蠢的赌博。

在花园路水井中发现的SAN三聚物就好像是在犯罪现场留下的一枚完好的指纹。这是确定无疑的证据,指向本该保护全镇供水的联合碳化物公司和政府机构。SAN三聚物极为罕见,只可能出自早在1971年时尼克·弗尼科拉倒掉的联合碳化物公司的那五千桶废料。[19]这一发现还明确地提示了,还有其他古怪的化合物从赖克农场来到了水井里。毕竟,不单是三聚物,加尼科拉的色谱测定结果里还有很多不能识别的峰。其他的神秘化合物浓度更低,但确实存在——而且加尼科拉已经决定尽力鉴别它们了。

现在,联合碳化物公司、联合水务公司和州政府需要面对一些难堪的决定了。他们必须考虑关闭过去二十年里一直拒绝关闭的重要水井。联合碳化物公司必须面对被起诉的可能性,因为它污染了全镇的饮用水——这个镇刚刚发现存在癌症集群。即便对于一个习惯于处理灾难的公司来说——1984年在印度博帕尔邦的气体泄漏事故令上千人丧命[20]——汤姆斯河的情况也很危急。

在汤姆斯河四十余年的化学品污染史中,联合碳化物公司这个迟到的告白——神秘化合物是他们的——是前所未有的。多年来公司一直在否认自己在污染着公共用水,而联邦政府和州政府的管理者则是它的后盾——对汽巴也是如此。现在这些辩白被驳倒了。汤姆斯河的居民们在自家的水龙头里喝到了低浓度的联合碳化物公司的有毒废水。这不容辩驳。现在,争论的焦点将转向他们喝了多少,喝了多久,还有,这一污染是否与汤姆斯河儿童癌症的异常增多有任何联系。

弗洛伊德·加尼科拉,一个州政府里脾气暴躁的官员,自己主动参与进来,促成了这件事。就像琳达·吉利克,隐姓埋名的护士莉莎·博纳齐安,还有其他几个人一样,他没有对摆在面前的证据视而不见。因他的所为,汤姆斯河的传奇将进入一个新的阶段,一个甚至争议更大的阶段。

【注释】

[1]州政府最初开始对汤姆斯河饮用水系统的检测发现,除了放射性问题,六所学校的铅或铜浓度较高,这是老管道的常见问题。还在花园路三口水井中发现了超过限值的三氯乙烯,这也符合预期,不过饮用水被送往各家各户之前汽提塔已经将其几乎全部去除了。

[2]“Water Tests Find No Link with Cancer”,New York Times,May 9,1996.

[3]这段话讲的是原子吸收光谱的工作原理:每种金属元素有其特定吸收光谱,将该元素汽化后,用强光照向含有该金属元素的气雾,金属会吸收特定的波长的光线,而其他波长的光则会透过,这样,这束光再经过棱镜分波长排列之后,被吸收的部分就会在棱镜拉开的光谱中形成暗的条线,就好像在七彩的光谱中出现了黑色条形码。每种元素的原子吸收光谱是固定的,因而可以通过观察这种“黑色条形码”确定强光照过的气雾中有什么金属元素。——译者

[4]半个世纪之后丹麦物理学家尼尔斯·波尔才揭示出原子和分子有特定谱线的原因。波尔发现光谱线是这样产生的:当围绕着原子核的电子轨道运行的电子因为本生灯的灼烧或是其他诱因从一个电子轨道(或者说能级)跃迁到另一条激发态的轨道上时,它会释放或吸收光子(光子是指特定的,可测量波长的光粒子),从而产生出特定谱线。当原子从燃烧过程吸收能量的时候它的一个或多个电子将会跃迁到更高能级的轨道。原子回复非激发态的时候会以特定波长光子的形式释放出能量,检测器可以测量到这一束光。

[5]此处作者所指应该是50年代出现的气相色谱质谱联用技术。——译者

[6]本章对汤姆斯河水中检出苯乙烯丙烯腈三聚物的一系列事件的记述是基于对以下人等的采访及他们所提供的文件:新泽西州卫生及老年服务部的弗洛伊德·加尼科拉和杰拉尔德·法格里亚诺,前新泽西州环保部雇员吉拉德·尼科尔斯和埃里克·劳,以及美国环保局的G·韦恩·索沃库尔。尽管他们对于1996年时怎样做最恰当有诸多争议,多年之后回忆起发现了什么时他们都相当一致。有兴趣了解检测过程具体的科学细节的读者参见Andrew H.Grange et al.,“Identification of Pollutants in a Municipal Well Using High Resolution Mass Spectrometry”,Rapid Communications in Mass Spectrometry 12(1988):1161—1168。对此的解释还可见于Susan D.Richardson et al.,“Identification of Drinking Water Contaminants in the Course of a Childhood Cancer Investigation in Toms River,New Jersey”,Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology 9(1999):200—216。

[7]即6 ppb,parts per billion,每十亿份中有一份。——译者

[8]1805年英国贵格教派化学家约翰·道尔顿发布了原始的,但极为精确的元素表,有六个元素,他将其中最轻的元素氢的质量赋值为1。他指出氧的原子量为16,因为其质量是氢的16倍。一个多世纪之后,弗朗西斯·阿斯顿以非常近似的方法协助设计了对原子和分子质量的现代测量方法,现在将其命名为道尔顿。现代方法有一个细小的差异:1道尔顿相当于C12原子质量的十二分之一,实际上几乎与氢原子的质量(1.007 9道尔顿)相当,只是略轻。其他元素也有类似的轻微差异,因而目前认为氧元素的原子质量为15.999 4道尔顿。

[9]多年之后吉拉德·尼科尔斯回忆起自己与弗洛伊德·加尼科拉盘根错节的斗争时说:“弗洛伊德跟环保部有过节,同事们大多觉得他很聪明,擅长化学分析。实际上,我印象中他的分析没有一次是错的。但他一向被视为口无遮拦,追起事情来谁都无法在科学和逻辑上与其争辩。”

[10]社会学家菲尔·布朗发明了“业余流行病学”这一词汇,以描述非专业人士搜集影响其健康的环境风险信息并寻求解决方法的各种不同过程。见于Phil Brown,“Popular Epidemiology and Toxic Waste Contamination:Lay and Professional Ways of Knowing”,Journal of Health and Social Behavior 33 (September 1992):267—281。

[11]New Jersey State Department of Health and Senior Services,Cancer Incidence in New Jersey,1995—1999(September 2001),tables 1,2.

[12]Agency for Toxic Substances and Diseases and Disease Registry,Public Health Consultation Toms River General Post Office(December 1998).

[13]实际上质谱仪测出的是211道尔顿,而非210,不过以异丁烷为反应器的化学电离质谱仪的一个特点是,它的结果多一个原子量为1的氢离子。

[14]这个传真是弗洛伊德·加尼科拉与雷迪国际的最后一次联系。联合碳化物公司的管理人员一听说他给承包公司打了电话,立刻向加尼科拉的上司申诉,上司命令他不得与雷迪联络。

[15]文中的ppm即part per million,和前文提到的ppb(part per billion,十亿分之一)概念类似,是一百万分之一,是ppb量的一千倍。——译者

[16]质谱仪的工作原理是破坏有机化合物的碳链结构,将其打碎成若干小的有机物碎片,即文中所说的不同道尔顿的片段,通过检测确定小片段的分子量及可能结构后,就可以反推出原始有机化合物的分子结构。所以,某个化合物通常可以打成若干种小片段,这些小片段的组合就形成了一个特征谱图,这往往是该种有机物所特有的谱图,因此可根据谱图确定有机物。为了方便识别多种有机化合物,进行色谱检测的机构会配有一套谱库,内含多种有机物的特征谱图,越权威的机构图库中所含的有机物种类越多,也越方便对质谱的结果进行分析,但有机化合物千差万别,很有可能出现之前未检出过的化合物,这时就无法在谱库中确定其结构,需要根据打出的片段的类型估计可能的化合物结构。文中索沃库尔正是要根据获得的TIC的质谱图到EPA的谱库中去搜寻分析TIC的真实成分及结构。——译者

[17]关于丙烯腈苯乙烯的用途与环境影响,可在美国国家毒理学项目(NTP)的网站上查阅关于苯乙烯丙烯腈三聚物的背景文件。作为日用消费品,丙烯腈苯乙烯树脂最终被丙烯腈丁二烯苯乙烯塑料,即ABS塑料所替代,在ABS中原有的两种成分——苯乙烯和丙烯腈——结合在已有的聚丁二烯中,聚丁二烯是一种合成橡胶。ABS塑料毒性较小,广泛应用在诸如乐高玩具、塑料单簧管、汽车部件、水管等方面。

[18]因为丙烯腈可以在大鼠体内造成胃及中枢神经系统癌症,美国国家毒理学项目出版于2005年的《第十一版致癌物报告》中将其归为“有理由认为对人类致癌”一类。在某些研究中,它还与纺织工人的肺癌有关系。2011年出版的《第十二版致癌物报告》中首次将苯乙烯列为了“有理由认为对人类致癌”,因其导致了小鼠的肺癌,以及造成塑料与橡胶工厂中工人的白血病与淋巴瘤的发病率增高。国际癌症研究机构(IARC)根据动物实验将苯乙烯和丙烯腈都归类为“很可能对人有致癌性”一类,并将丙烯腈列为在动物实验中损伤DNA的有遗传毒性的诱变剂。而IARC认为苯乙烯致突变能力的正反面证据都有。

[19]后来,镇填埋场的土壤中也发现了苯乙烯丙烯腈三聚物,这说得通,尼克·弗尼科拉也曾将联合碳化物公司的废料暂时性地倒在了那里。

[20]1984年12月3日发生于印度博帕尔邦的氰化物泄漏事故造成了两千两百五十九人瞬间死亡,随后两周中约有八千人死亡,约有五十五万余人因此次泄漏受伤,是历史上最大的化工灾难事故之一。造成该次泄漏的农药厂正是联合碳化物公司在印度的下属公司。——译者

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