几十年来，科学家们注意到在美国数百万人的处理饮用水中存在一种神秘的化学物质，但直到现在还没有人能够确切地指出它是什么。

几十年来，科学家们注意到一种神秘的化学物质存在于美国数百万人的处理过的饮用水当中，但直到现在还没有人能确定它究竟是什么。这项发表在《科学》杂志上的研究报告的作者们认为，这种化学物质被命名为氯代酰胺离子（chloronitramide anion），是一种氯胺分解的副产品。氯胺是一种许多处理厂用来使水安全的化学物质。大约有1.13亿人饮用含有这种副产品的自来水。虽然这种副产品是否会对人体健康造成危害还不清楚，但研究报告的作者们表示，它的性质与其他有毒分子的性质相似，政府已经对它们进行了监管。

研究人员表示，有些化学品被用来净化饮用水，它们会产生一些有害副产品，美国环境保护署必须对这些副产品进行监管，因为它们很可能具有致癌性。在二十世纪初，许多公共供水系统开始使用低浓度的氯来净化饮用水。它通过消除饮用水中的霍乱和伤寒等致命细菌解决了长期困扰人们的一个公共卫生问题。但它也引起了自身的一些健康问题。流行病学研究表明，长期饮用氯处理过的水的人患结肠癌和膀胱癌的风险更高。孕妇饮用氯处理过的水也可能导致流产，以及出生时婴儿体重较轻。

虽然低浓度的氯本身是安全的，但研究表明，当它与水中的其他自然存在的元素接触时会产生有毒副产品。水系统仍然使用氯进行净化，但美国环保署监测并限制饮用水中副产品的含量，以确保其安全。

一些系统转而使用氯胺。当氯和氨结合时会产生氯胺。与氯相比，氯胺似乎没有同样危险的副产品，而且它更稳定，持续时间更长。最近，科学家们开始注意到氯胺也会产生副产品。有些副产品人们已经很熟悉了，但其中一个仍然是未知的、困扰着共同作者朱利安·法里和戴维·瓦赫曼多年的谜团。“在文献中始终存在一种突出奇特的化合物，” 法里周二说。法里和瓦赫曼在德克萨斯大学读研究生后，继续研究氯胺化学——瓦赫曼在EPA工作，法里在阿肯色大学工作——他们决定要确定这个无名、未知的化合物已经存在了约40年。

起初这似乎很简单，但他们花了15年时间才解开了这个谜团。他们请求帮助的第一人是质谱分析专家朱莉安娜·拉尔萨茨维奇博士。质谱分析是一种分析工具，可以测量质量和电荷比并确定物质的准确分子量。拉尔萨茨维奇博士是一位研究的作者，她在苏黎世联邦理工学院的生物地球化学和污染物动态系从事环境化学研究。她表示：“我的第一个想法是，我们把它拿到质谱仪上，试图确定其准确质量，然后就可以确定其化学式了。”但她很快了解到，这就是这种物质长期保持神秘的原因。含有这种物质的样品含盐量很高，比海水还要高很多。很难用质谱仪将这种化合物与所有盐分分离。

拉尔萨茨维奇不得不发挥创造力，使用离子色谱法来分离和分析离子和极性分子，然后再结合质谱法。“这种组合技术在环境研究中并不常用，”拉尔萨茨维奇说。但它成功了：她能够将化合物分离以获得其质量，并随后帮助确定其化学式。

该研究的共同作者、苏黎世联邦理工学院环境化学教授克里斯托弗·麦克尼尔证实了它的结构，而法里则用另一种不同的技术制造出了同样的化合物以证明它们的相似之处。