单独使用一种化学物质在低剂量下可能无害，但与几种同类物质结合使用，即使剂量单独安全，也可能造成严重危害。一项针对青蛙的新研究表明，在内布拉斯加州约克县的玉米种子田中发现的九种化学物质的混合物，杀死了三分之一暴露的蝌蚪，并将幸存者的变态发育时间延长了两个多星期。
生物学家泰隆·海耶斯及其在加州大学伯克利分校的同事们在过去四年中，测试了美国玉米田中常用的四种除草剂、两种杀菌剂和三种杀虫剂。单独而言，这些化学物质在低浓度下（例如十亿分之0.1）对发育中的蝌蚪几乎没有影响。但是，当海耶斯在实验室中将它们全部暴露于相同的低浓度水平（实际上是在田间发现的最低水平）时，未来的青蛙便成为了地方性感染的受害者。那些幸存下来的蝌蚪最终比在干净水中长大的同类蝌蚪要小，尽管它们成熟为成虫的时间更长。“在人类中，这就像在说，‘你怀孕的时间越长，你的宝宝就会越小，’这意味着子宫不再是一个滋养的环境，”海耶斯指出。
海耶斯的研究加入了一系列不断增长的研究，这些研究表明，即使在低浓度下，化学物质的组合也能产生广泛的影响。匹兹堡大学的里克·雷利亚在多项研究中表明，在水中暴露于低浓度单一农药和捕食者气味的蝌蚪，死亡率会显著升高。例如，当存在捕食性蝾螈的气味时，约有90%的牛蛙蝌蚪死于接触农药西维因，而如果单独接触每种物质，则没有蝌蚪死亡。雷利亚认为，农药可能正在蝌蚪体内诱导一种普遍的压力，当与另一种压力源结合时，就会变得致命。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
不仅仅是农药会显示混合效应。邻苯二甲酸盐（使聚合物具有柔韧性的化学软化剂）会干扰雄性大鼠的性发育。“我们有接受邻苯二甲酸盐治疗的雄性，它们的睾丸位于肾脏下方或漂浮在腹腔内，”环境保护署的生物学家兼这种畸形（被称为邻苯二甲酸盐综合征）的共同发现者小厄尔·格雷解释说。格雷还发现，各种邻苯二甲酸盐相互组合，或与某些农药和工业废水组合，会产生更强大的影响。例如，两种邻苯二甲酸盐的浓度本身不会产生太大的畸形，但组合起来会在25%的暴露大鼠中产生尿道缺陷（尿道下裂）。
除了加剧内分泌干扰问题（即工业化学品是否在模仿天然激素）外，关于混合物的发现也对监管机构构成了巨大的挑战。全球范围内经常使用数以万计的化学物质，评估哪些组合可能被证明有害是一项艰巨的任务。“该机构的大多数部门都认识到，我们不能再通过‘一种化学物质，一次暴露’于个人的想法来运作。我们需要关注更广泛的化合物类别以及它们如何相互作用，”美国环保署农药和毒物研究计划国家项目主任伊莱恩·弗朗西斯说。但是，这种测试要达到任何形式的监管还有很长的路要走，特别是考虑到行业对现有研究有效性的担忧。
美国化学理事会邻苯二甲酸盐小组主席玛丽安·斯坦利指出，至少有一项研究表明，患有邻苯二甲酸盐畸形的啮齿动物仍然可以交配和产仔。“仅邻苯二甲酸盐的累加性就表现在可能没有任何生物学意义的终点上，”她说。
尽管如此，越来越多的证据表明，混合物效应是一个重要的研究领域。在美国地质调查局的《国家水质评估》中，发现美国河流的抽样样本90%的时间都含有两种或多种农药。“污染物混合物对人类、水生生物和食鱼野生动物的潜在影响仍然知之甚少，”该研究的主要作者、水文学家罗伯特·吉利奥姆说。“然而，我们的结果表明，混合物研究应成为高度优先事项。”