石油是现代工业社会最重要的原料。一方面其作为能源的来源，驱动着绝大多数的运输工具；另一方面，它也是化学工业重要的原材料，是现代社会的重要基石，因此它也被称为“工业的血液”。石油的开采与深加工，极大地提高了人们的生活水平，但是也带来了诸多问题，环境污染就是其中之一。十年前墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸，造成了人类历史上最严重的石油泄漏事故。科研工作者们对油水分离，收集泄露的原油开展了广泛而深入的研究。然而另一种石油提炼的残渣，被称为“桶底油”的沥青所造成的污染，却被人所忽视。相对于离我们较远的原油，沥青则广泛的存在于我们周围，无论是柏油马路还是屋顶的防水材料，都大量使用沥青作为粘合剂。
日前，来自美国佛罗里达州立大学的研究者们，使用高分辨率离子回旋共振(ICR)质谱仪技术，在水与阳光的存在下，研究了沥青对环境的污染情况，发现在近似实际的条件下，有近千种有毒物质会被释放到环境中。相关研究以“CharacterizationofanAsphaltBinderandPhotoproductsbyFourierTransformIonCyclotronResonanceMassSpectrometryRevealsAbundantWater-SolubleHydrocarbons”发表于《EnvironmentalScienceTechnology》杂志。
在我们日常生活中的柏油马路，主要是由作为骨料的石子与作为粘合剂的沥青，混合后，摊铺，压实而成的。在以前研究者认为，沥青作为一种高沸点，惰性材料，几乎不会有物质被水溶解出来。然而，最近研究者们发现原油在太阳光的照射下，会发生光致氧化，产生水溶性含氧烃类化合物，并且这类物质大多对人的身体存在潜在的威胁。因此，佛罗里达州立大学国家强磁场实验室的化学家们，利用作为化学元素分析的高分辨率离子回旋共振(ICR)质谱仪，分析了其中所产生的物质。
在不同阳光照射时间下沥青光氧化分解产生的物质
研究者将沥青在含水的条件下，置于阳光下照射1天，3天，7天后，利用光电离气体傅里叶变换离子回旋共振质谱分析水中化学物质组成，以探究沥青在光照条件下的溶解情况。这是首次将这种应用于化学组成分析的方法，应用于沥青污染物的分析。结果发现沥青在阳光照射后，有多种含氧、含氮烃类物质被溶解出来，这些物质大都对人体存在潜在危害。在实验过程中也发现，含氧量少的烃类化合物首先被溶解出来，最先达到峰值，含氧量较多的烃类化合物则溶解速度较慢，达到峰值时间较晚。在1天后，溶出量最大的是含有6个氧原子的烃类化合物，在7天后，溶出量最大的为含有9个氧原子的烃类化合物。
在光照条件下氮氧化物的溶出情况
研究者们也对光照条件下，光致氧化导致的氮氧化物溶出情况进行了检测，发现与含氧的烃类化合物相似的趋势。
在常温下，光照刺激沥青在水中搅拌7天的溶解情况
研究小组也进行了对比试验，发现被太阳照射7天后水溶性有机物的溶出量是在黑暗条件下的25倍以上。而且，他们使用实验室的离子磁旋共振技术，从被太阳照射的样品中检测出水中15,多种不同的含碳分子。
文章作者罗杰斯(Rodgers)说：“我们已经明确验证了沥青粘合剂具有产生水溶性污染物的潜力，但这些污染物对环境的影响还有待于研究。”她还说：“希望这个研究，可以为未来的解决方案提供动力，工程师们可以利用这些信息找到更好的替代材料，使用在路面的铺装与各种防水密封的地方。”环境的污染问题只是我们发展前进路上的一个小插曲，可能会有一时的困难，但是随着时间的推移与科技的进步，我们终将可以将其完美的解决。