随着疫情持续扩大，日本卫生当局不得不成立“特别研究班”进行深入研究。尸检后发现，尸体的五个内脏中含有多氯联苯。多氯联苯是通过用一个或多个氯原子取代联苯分子上的氢原子而产生的产品。在常温下，随着氯原子含量的增加，多氯联苯可能以液体、水液体或树脂的形式存在，这是一种性质极其稳定的化合物。多氯联苯还有一个特点，就是不溶于水，但溶于脂类。有了这个特征，它可能通过食物链在动物中富集。
多氯联苯被人和动物食用后不容易被消化吸收。即使被吸收，也会在脂肪组织中积累，所以肝脏中的含量更高。因此，皮肤、肝脏等器官会更容易受到损伤。严重者会出现中毒症状，如嗜睡、全身无力、食欲不振、恶心、腹胀、腹痛、黄疸、肝肿大等。甚至可能发生急性肝坏死，导致肝昏迷、肝肾综合征甚至死亡。
流行病学组对此进行了详细调查，主要调查了患者的时间，年龄、性别和地理分布特征，并对患者食用的食用油进行了追踪。经查，所有患者使用的食用米糠油均为2月5日至6日仓库公司油脂生产部门生产，食用该产品的266人中有170人患病。因此，米糠油中的多氯联苯是一种致病物质，对人体危害很大。
在随后的调查中发现，九州达摩田某粮食加工公司为了降低成本，追求利润，在米糠油脱臭过程中使用多氯联苯作为热载体，然后由于生产者管理不善，将多氯联苯混入米糠油中。然后这种有毒的米糠油到处卖，酿成了悲剧。此外，加工厂利用副产品米糠油(黑油)作为家禽饲料，也加速了疫情的传播，导致大量家禽死亡，终于出现了文章开头提到的场景。
在米糠油事件的调查中，专家采用先进的环境流行病学调查方法的病例对照调查方法，随机抽取一组受害者作为患者组，再选取另一组患者和同性别、同年龄、同住址的非患者作为对照组，调查其油脂消耗情况。结果显示，患者组中与对照组一样多的家庭食用天然黄油、人造黄油和猪油，并且与患者组相比，对照组中更多的家庭食用菜籽油或其他食用油。因此，可以认为多氯联苯污染是米糠油事件的主要原因。
事实上，早在1966年，美国人就在一些报纸上讨论了多氯联苯的污染影响。有人说，人们的日常生活受到了这种污染的影响。然而，这些言论并没有引起日本当局和食品工业企业的注意。可悲的是，仅仅过了两年，日本就遭遇了多氯苯中毒的灾难。
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