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大约五百万升分散剂已被用来分解泄漏到墨西哥湾的石油,这使其成为美国历史上此类化学品的最大规模使用。如果持续 10 个月,与 1979 年墨西哥在该地区的 Ixtoc 1 井喷一样长,那么马孔多井灾难很有可能实现全球最大规模的此类化学品使用量,超过 1000 万升。
毫无疑问,分散剂是有毒的:到目前为止在海湾使用的两种 COREXIT 分散化合物都能够杀死或抑制从浮游植物到鱼类的各种水生物种的生长。“这是为了减少整体环境影响而做出的权衡决定,”国家海洋和大气管理局 (NOAA) 局长、海洋生物学家简·卢布琴科在 5 月 12 日的新闻发布会上解释说。“当发生石油泄漏时,没有好的结果。”
这种情况下的权衡是在试图保护路易斯安那州的沼泽地和佛罗里达州的海滩时添加有毒化学物质。但是,美国环境保护署 (EPA) 对墨西哥湾泄漏事件中使用最多的分散剂——COREXIT 9500——的毒性表示担忧,并命令英国石油公司寻找替代品。(COREXIT 9527 在泄漏事件早期使用过,但由于被认为毒性太大而停用。)
问题是?环保署的行业生成的数据不清楚各种分散剂的相对毒性。“如果你认为关于 COREXIT 的数据很糟糕,那就试图找到关于替代品的任何像样的毒理学数据,”马里兰大学切萨皮克生物实验室的毒理学家凯里斯·米切尔莫尔说,他帮助撰写了 2005 年国家研究委员会 (NRC) 关于分散剂的报告。“我无法根据这些数据比较和对比哪一个毒性更大。”
分散的石油
COREXIT 9500 和 9527 均由总部位于伊利诺伊州内珀维尔的纳尔科公司生产,该公司以其在石油行业的净水工作而闻名。“每生产一桶石油,就会产生 3.5 桶水,”纳尔科公司首席技术官、化学家马尼·拉梅什解释说。“这些水在排放前需要处理。水处理一直是我们的核心领域。”
但与此同时,纳尔科在忙于清洁石油行业的水的同时,也提供了 COREXIT,这是一种最大限度地减少任何泄漏到水中的石油的影响的产品。该化合物与埃克森美孚公司合作开发,主要在德克萨斯州舒格兰和路易斯安那州加里维尔的工厂生产。该公司预计,由于最近的泄漏事件,将售出约 4000 万美元的 COREXIT。“分散剂过程的作用是防止石油到达海岸,并将石油转化为天然微生物的易食食物,”拉梅什说。“如果石油到达海岸,石油的分解速度非常慢,它可能会在海岸上停留 100 年。”
上周,环保署和纳尔科都公布了COREXIT 9500 的成分列表,以回应公众的广泛担忧。其成分包括丁二酸(化妆品中的润湿剂)、山梨醇(存在于从婴儿沐浴露到食品的各种产品中)和不同比例的石油馏分——它几乎在 28 天内完全分解。“所有六种[成分]都用于日常生活中——漱口水、牙膏、冰淇淋、泡菜,”拉梅什辩称。“我们认为 COREXIT 9500 非常安全。”
美国疾病控制与预防中心同意这一观点,并在给卫生专业人员的文件中指出,“分散剂含有经过验证的、可生物降解的、低毒性的表面活性剂”,这些表面活性剂“类似清洁剂”且“在低毒性溶剂中”。
然而,根据毒理学数据,这些溶剂(石油馏分)也是已知动物致癌物,并且占 COREXIT 给定体积的 10% 到 30%。而且,这些同样的日常产品可能对野生动物致命。“这与Dawn 洗碗皂中的产品相同,”米切尔莫尔指出,该产品被广泛用于清理被石油污染的鸟类和其他动物。“我也不想把鱼放在 Dawn 洗碗皂中。这会杀死它。”
因此,环保署于 5 月 26 日命令英国石油公司停止在油污上喷洒分散剂。环保署还命令英国石油公司在 5 月 20 日寻找毒性较低的替代品,该公司在当天的一封信中回应说,“英国石油公司仍然认为 COREXIT EC9500A 是最佳替代品。”分散剂继续喷洒到持续的漏油事件中。
没有替代品
英国石油公司可以提出此类主张的原因之一是缺乏关于任何替代分散剂的明确数据。作为海上钻井所需的国家应急计划的一部分,必须备有18 种环保署批准的分散剂中的一种,以处理泄漏的石油。这些分散剂中的每一种都已预先批准使用,并且这些分散剂中的每一种都已由生产它们的公司使用具有代表性的河口虾 (Mysidopsis bahia) 和鱼 (Menidia beryllina) 物种进行了毒性测试。具体来说,这些动物暴露在每 10 升水中混合 1 升分散剂和重燃油的环境中。
然而,这些测试的结果差异很大,从 COREXIT 仅 2.6 ppm 的水平到另一种分散剂 NOKOMIS 3-F4 的 100 ppm 发生毒性影响。这向专家表明,显示较低毒性的测试可能使用了已经失去效力的重燃油。毕竟,石油中的挥发性有机化合物在暴露于空气中时会迅速蒸发,甚至可以被水冲走。“这些是数量级的差异,”米切尔莫尔指出。“其中很多可能与这些测试的设置方式有关。”
纳尔科毒理学家塞尔吉奥·亚历克斯·比利亚洛沃斯补充说,“如果石油陈化,那么石油就会失去毒性。如果使用毒性不大的石油,如果你分散这种石油,你将得到非常有利的数字。这些数字真的存在吗?”
环保署本身在提出建议时并未表现出对毒理学数据的最佳理解,而是敦促英国石油公司使用毒性低于特定截止值的分散剂(pdf)。当然,在毒理学中,浓度越低,给定物质的毒性就越大。“他们完全弄错了,”米切尔莫尔说。环保署现在正在对 COREXIT 和路易斯安那州原油进行自己的毒理学测试,但结果尚未公布。
尽管如此,根据 2005 年 NRC 报告中提供的毒理学测试数据,仅 20 ppm 的 COREXIT 9500(或 2.5 升水中一滴)会抑制墨西哥湾硅藻Skeletonema costatum的生长。比利亚洛沃斯说,它似乎会抑制浮游植物进行光合作用的能力,特别是阻断实现光系统 II 复合物的部分生物化学过程。“Skeletonema 似乎是最敏感的物种之一,”他说。“像许多水生植物一样,这些生物具有弹性,即使在某些情况下被化学物质消灭,它们也倾向于恢复。”
COREXIT 也未获准在英国水域使用,因为它未能通过所谓的“帽贝测试”。该测试包括在岩石上喷洒分散剂和石油,然后查看帽贝(一种小型软体动物)是否仍能附着在岩石上,COREXIT 和许多其他具有光滑表面活性剂的分散剂都未能通过该测试。“这不是适用于岩石海岸的产品,”比利亚洛沃斯说。“这些只适用于开阔海域。”
新颖用途
当然,就墨西哥湾英国石油公司马孔多井喷出的石油而言,COREXIT 正在以另一种未经批准的方式使用。来自其中一个遥控机器人的喷嘴已将超过 150 万升分散剂直接喷洒到大约 1500 米深的海底逃逸的石油和天然气上。“我认为没有人知道在深处施用分散剂会发生什么,”拉梅什说。“我们没有任何知识可以让我们预测会发生什么。”
除了产生地下羽流(并为食油微生物提供丰富的盛宴)之外,整个水体中的海洋生物面临的石油分散剂量仍不清楚。NOAA 的测量结果显示,在前半米水域中分散的石油含量达到 100 ppm,在 10 米处降至 12.5 ppm,甚至更深处的含量未知。“没有任何关于分散剂的环境相关水平的信息,”米切尔莫尔指出。“分散的石油将是有毒的,特别是在包含所有敏感生命阶段的顶部 10 米中。任何具有敏感膜的物质都可能受到分散剂和分散的石油的影响。”
阳光照射到分散的石油上,可能会通过一种被称为光毒性的现象使问题变得更糟。石油中的化合物充当催化剂,将太阳的部分能量转移到氧气中,使后者转化为更具活性的状态,从而真正灼伤细胞。并且,当鱼类和其他海洋生物摄入分散的石油时,它会被分解成毒性更强的副产品。“这些东西会分解成什么?”米歇尔莫尔说。“在毒理学中,通常有毒的实体不是原始化合物。”
最终,问题在于人们对分散剂和分散的石油了解太少。“考虑到这是一个价值数十亿美元的产业,为什么这些数据空白没有被填补?”米歇尔莫尔问道。“关于毒性数据有限的整个问题——这不仅是分散剂的常见问题,也是我们每天排放到环境中的数万种化学物质的常见问题。”
毕竟,在使用了双酚A、多溴阻燃剂和其他化学品几十年后,才开始出现重大担忧。实际上,使用取代了安全测试——而这正是分散剂和墨西哥湾大规模泄漏事件中正在发生的事情。对化学品和化学工业的不同监管可能会在未来阻止像分散剂及其数千种化学“表亲”周围的毒理学谜团。
在5月12日美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的卢布琴科发言的同一新闻发布会(关于该化学品的使用)上,美国环保署署长丽莎·杰克逊说:“我们正在使用大量的分散剂。”“这种情况的持续时间比人们在第三天或第四天可能知道的要长。我们仍然在处理不断释放的新鲜石油,我们需要继续分散它。”