加利福尼亚州旧金山——在海湾的一个浅水臂中，太平洋的潮汐几乎没有引起波澜，数百只港海豹在那里慵懒地躺着、交配和生育幼崽。这些海豹面容平静，长着胡须的脸上表情安详，庞大的身体斜靠在海岸线上，但这掩盖了它们身上背负的令人不安的重担。
这些海豹生活在大都市的边缘，正在受到科学家的密切关注。旧金山湾出现了一个谜团：一种12年前停止生产的人造化学物质，仍然在海豹体内出现高浓度。
曾是苏格兰防护剂主要成分的化学物质，称为PFOS，在这些港海豹体内仍然保持高浓度，即使在以鱼为食的海鸟体内，该物质的浓度已经下降。
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旧金山湾的港海豹体内的PFOS水平是世界上最高的，而且这种化学物质的下降模式与其它持久性污染物缓慢下降的模式不同。
“这是一个真正的难题。这些化合物的来源是什么？它们是如何进入食物网的？”旧金山河口研究所的项目经理玛格丽特·塞德拉克说，该研究所负责追踪海湾中的化学物质。
PFOS，全氟辛烷磺酸，具有毒性、流动性并且几乎无法被破坏。它会在世界各地的人和野生动物的组织中积累，包括鲸鱼、北极熊、海龟、秃鹰和鹈鹕。
这种化学物质在海湾海豹体内的持久性预示着对后代可能产生的影响。由于海豹是捕食鱼类的顶级掠食者，它们会吸收许多污染物，并成为西海岸其他海洋生物健康状况的晴雨表。
然而，尽管PFOS含量很高，但几乎没有人知道这种化学物质是否正在伤害海湾的海豹和其他生物。一些科学家引用了其他动物——海龟、海豚和海獭的证据，表明它可能会损害它们的免疫系统。
“我们无法摆脱它。它会在环境中积累。就像给浴缸注水，打开水龙头然后走开一样，”俄勒冈州立大学环境化学家詹妮弗·菲尔德说。
“大自然无法降解它，它最终会进入生物群。在我们切断供应之前，你只会不断地增加全球环境的总负担。”
一种顽固持久的化学物质
使全氟化合物 (PFC) 如此顽固持久的原因是它们含有氟键，这是最短和最强的化学键。这些相同的特性使它们在制造商中广受欢迎，作为涂层，因为它们可以排斥油和水，稳定热量，并作为炊具、纺织品、地毯、纸张和其他产品中成分的整平剂。
3M 公司于 1956 年开始销售用 PFOS 制成的苏格兰防护剂。近半个世纪后，在研究表明它会在人体组织中积累之后，该公司同意在 2002 年停止生产这种化学物质。
这种停止似乎对旧金山湾的鸟类来说是一大福音。在南湾岛屿上双冠鸬鹚产下的蛋在 2006 年的平均 PFOS 含量为十亿分之 1,250，是全球野生动物中发现的最高浓度之一。三年后，它们的浓度仍然很高，为十亿分之 1,240。但到 2012 年，浓度已骤降 70% 至十亿分之 385。
没有人知道为什么鸟类体内这种物质的下降如此急剧和突然。
在港海豹中，情况却有所不同。 2004 年南湾海豹血液中的平均含量为十亿分之 1,040，也是全球海洋哺乳动物中最高的。但与鸟类不同，2010 年和 2011 年的含量仍然很高。
“我们不知道它们是如何吸收 PFOS 的。是它们吃的食物、它们游泳的水、它们休息的泥土，还是它们呼吸的空气？”加州科学院和索萨利托海洋哺乳动物中心的海洋哺乳动物生物学家丹尼斯·格雷格说，他采集了海豹的血液样本。
在海豹和鸬鹚吃的两种鱼类——丁䲟和银鱼中发现了 PFOS。
杜克大学的化学家克雷格·巴特说，化学物质的浓度在一个物种中会上升和下降，具体取决于它们在动物组织和更广泛的食物网中的代谢、浓缩、降解和消除方式。
污染物会在海豹群聚集的海湾南端积累，因为它没有得到强劲的淡水和潮汐水冲刷。
“污染可能是零星的，”格雷格说。但南湾的港海豹持续显示出高浓度。“这确实表明南湾存在 PFOS 来源。”
巴特对此表示赞同，他说持续的高浓度强烈表明当地来源仍然存在。
“我们可以说，旧金山湾的 PFC 来源仍然在继续，”他说。
在世界其他地方，野生动物体内的 PFOS 水平并未显示出一致的趋势，至少目前还没有。这种化学物质在北极环斑海豹体内有所下降，科学家们将其归功于逐步淘汰。与此同时，西北大西洋的港海豹没有显示出下降的趋势。根据全国范围的监测，人类体内的 PFOS 水平有所下降。
抑制免疫力的影响？
长期以来，生物学家一直困惑不解，为什么自 20 世纪 70 年代以来，聚集在海湾莫瑞湿地的港海豹种群一直保持稳定，而加利福尼亚州的其他种群却在蓬勃发展。
但没有人评估 PFOS 或海湾中的其他污染物是否可能是罪魁祸首。研究海洋动物既困难又昂贵，而且没有计划对它们进行健康影响测试。
海湾的海豹没有出现死亡、疾病爆发或繁殖失败的情况。但内华达大学拉斯维加斯分校的研究教授玛吉·佩登-亚当斯说，即使没有明显的损害迹象，它们的健康也可能因 PFOS 而受到严重但微妙的损害，她研究过 PFOS 对海龟和瓶鼻海豚的影响。
“我们没有一个种群明显存在问题，”她说。“我们正在处理一种普遍存在但并非溢出的东西。我们拥有的数据表明，海湾海豹的健康状况可能确实受到损害。”
一项罕见的研究将 PFC 升高与海洋哺乳动物的免疫抑制导致传染病联系起来，那是加利福尼亚海岸海獭死亡的案例。
“我们正在努力了解 PFC 如何影响免疫系统，”纽约州卫生部沃兹沃思中心的环境污染物研究员、纽约州立大学奥尔巴尼分校的教授库伦萨查拉姆·坎南说。
坎南说，即使海洋哺乳动物体内只有几百个十亿分之一的浓度，也可能导致免疫抑制。
来自南卡罗来纳州和佛罗里达州携带高浓度 PFOS 的大西洋瓶鼻海豚显示出免疫反应改变的证据。研究人员发现，沿着美国东南部海岸受到 PFOS 污染的红海龟的血液中含有表明肝损伤和免疫功能受损的标记物。
“很难衡量野生动物的免疫反应变化。我们只有相关性，而没有因果关系的证据，”佩登-亚当斯说。
因此，佩登-亚当斯和其他人通过对替代动物（在本例中是西方篱笆蜥蜴）的实验室研究来支持红海龟的实地研究。他们看到了同样的情况：PFOS 抑制了免疫力。
然而，“海豹的免疫系统可能与海豚的反应不同。海洋哺乳动物的系统比爬行动物更复杂，”她说。
奇怪的是，对人类的研究可能会为动物体内其他与激素相关的健康影响提供线索。通常情况恰恰相反。对大约 47,000 名饮用水被西弗吉尼亚州杜邦工厂污染的人进行的一项调查将 PFOS 与肝功能变化、妊娠期高血压、女性激素影响和高胆固醇联系起来。其他研究表明，它与甲状腺疾病、早产和出生体重过低有关。
进入海湾的途径
全氟化合物有许多方式进入海湾。从海豹和鸟类收集的线索——以及其他地方的研究——都指向来自污水、军事基地和机场的当地来源，塞德拉克说。
39 个污水处理厂向海湾排放污水，其中可能含有全氟化合物，这些化合物会从旧的消费品或从发展中国家进口的较新产品中浸出。
“由于该化合物会涂覆在织物上，当衣物被清洗时，化学物质会进入污水处理厂，”菲尔德说。“我们仍然在家庭、学校和汽车中使用经过处理的物品。我怀疑经过处理的物品的冲洗物会持续到这些物品的寿命结束。它们可以在我们家里待 20 年，然后进入垃圾填埋场。”
科学家们在寻找 PFOS 来源的线索时，在海湾港海豹和鸬鹚蛋中发现了高浓度的PFHxS，这是地毯处理剂中的一种成分。
“仅仅因为你停止生产，并不意味着全氟化合物会立即消失。如果公司有库存，他们就会使用它们，”菲尔德说。
此外，一些工业中广泛使用的氟化化合物可能会在环境中转化为 PFOS。
这些化合物也会被污水污泥捕获。全氟辛烷磺酸（PFOS）具有极强的持久性，在某案例中，污泥被撒在农田30年后，仍然可以检测到。测试发现，旧金山湾的每份污泥样本和几乎每份沉积物样本中都存在该物质。
科罗拉多矿业学院的助理教授克里斯托弗·希金斯怀疑，旧金山湾区持续存在的工业污染源仍在污染海湾。他发现，为高科技产业服务的污水处理厂附近的PFOS水平更高。
受污染的海豹栖息的南部海湾下游，接收来自旧金山国际机场的径流和来自为硅谷服务的三个污水处理厂的污水。那里还有三个前军事设施。
但是，确定污染源很困难。旧金山湾区水质控制委员会的助理执行官托马斯·穆姆利表示，监管机构不要求企业监测和报告全氟化合物，也不要求污水处理厂测量污水中的全氟化合物。
帕洛阿尔托环境控制经理卡琳·诺斯说：“我们正在绞尽脑汁地试图弄清楚全氟化合物的来源以及如何阻止它们。”
“对于制造化学品的人来说，这是一个很好的教训。即使在它被淘汰多年后，它仍然在造成问题。”
其他地方已证实，机场、军事设施和炼油厂排放的物质含有富含全氟辛烷磺酸的灭火泡沫，这些泡沫曾在火灾和日常练习中使用。
五角大楼的美国国防部发言人马克·赖特表示，美国国防部现在正在购买不含全氟辛烷磺酸的泡沫配方。但据联邦数据库显示，美国国防部在全国范围内仍有近600个受污染的场所，这些场所曾在用于训练演习的火坑中使用过受全氟辛烷磺酸污染的泡沫。
此外，来自海外的一系列产品也可能仍含有全氟辛烷磺酸。尽管全氟辛烷磺酸在美国、加拿大和欧盟已被禁用，但在3M公司停止生产后的2003年，中国开始生产全氟辛烷磺酸。根据提交给《斯德哥尔摩公约》秘书处的一份文件，全氟辛烷磺酸在中国数十个制造业部门被广泛使用。
希金斯说：“全氟化合物的独特之处在于，它们结合了诸如三氯乙烯（TCE）等化学物质的一些负面影响，以及诸如多氯联苯（PCBs）等化学物质的负面影响。它们不仅符合三氯乙烯的‘流动性强’和‘有毒’的特点，也不仅符合多氯联苯的‘生物累积性’和‘持久性’的特点。它们同时符合这两者。”
遗留问题
关于为什么旧金山湾的海豹仍然高度受到这种禁用化学物质的污染，以及它可能如何影响它们的问题，仍然隐藏在它们庞大的身躯中。
也许这些城市生物注定要充当活的储藏库，对有毒遗留问题发出警报。
十二年前，对同一海豹群的研究表明，多溴阻燃剂在10年内增加了100倍。根据这些信息以及人类母乳中急剧上升的水平，加州在2003年禁止了两种阻燃剂。这些海豹以及世界各地野生动物中的含量现在已经急剧下降。
格雷格说：“至关重要的是我们要继续监测种群。这是我们了解海豹健康或生存状况变化的唯一途径。即使我们没有得到[关于全氟辛烷磺酸]的完整答案，我们也可以开始了解海湾中海豹面临的风险。”
本文最初发表于环境健康新闻，这是一个由非营利媒体公司环境健康科学出版的新闻来源。