程中他发现铅工业是大气和人体内的铅含量急剧上升的原因。他的努力和唿吁在禁用四乙基铅和食品罐头铅銲料的运动中贡献巨大。因为以上的贡献，他被称为20世纪影响最大的地质学家。
早年生活.帕特森在1922年6月2日出生于美国艾奥瓦州米切尔维尔，在格林内尔学院获得化学学位，并认识了他的妻子 Lorna (Laurie) McCleary。之后他和妻子一起前往艾奥瓦大学就读硕士学位，研究分子光谱学。之后他和妻子都参与了曼哈顿计划，先是在芝加哥大学工作，再到田纳西州橡树岭，并且接触到质谱法。