当人们想到标志性鱼类时,安大略湖的湖鳟鱼可能不会首先浮现在脑海中。
它们没有旗鱼的长矛,也没有金枪鱼的美味。没有唱歌跳舞的湖鳟鱼挂在小屋墙上。大湖区的垂钓者经常在以更受欢迎的奇努克鲑鱼和科霍鲑鱼为目标时捕获它们。
但是,这些深冷跨国水域的白色腹部本土鱼类却有着独特的声誉——一种比咬钩或装饰盘子更高尚的声誉:它们是全球污染物的晴雨表。
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近 50 年来,每当在安大略湖的湖鳟鱼中发现化学物质时,在整个大湖区以及更北的北极地区的动物和人类身上也发现了这些污染物。
它作为有毒先兆的作用始于 20 世纪 60 年代末,并一直延续至今,研究人员最近在鳟鱼和加拿大北极地区的白鲸中发现另一种不熟悉的阻燃剂——十氯化二苯乙烷 602。这项研究首次在北极野生动物中检测到十氯化二苯乙烷化合物,表明十氯化二苯乙烷 602 在环境中具有持久性,会远距离迁移并在食物网中积累。
安大略省环境部首席研究作者和科学家埃里克·赖纳表示,安大略湖湖鳟鱼中该化合物的含量高于白鲸。但在鲸鱼中发现一种相对未知的化合物令人担忧,因为人们对其可能的健康影响知之甚少,而且白鲸是因纽特人的传统食物来源。
这又一次表明,大湖区发生的事情不会只停留在那里。
许多污染物搭便车前往北极,搭乘从亚洲、欧洲和北美较低纬度地区吹来的北风和洋流。安大略湖通过圣劳伦斯航道流入大西洋。加拿大环境部高级研究科学家德里克·缪尔表示,大气中的传输时间很短,因此像哈德逊湾这样的地区可能会在两三天内从大湖区接收污染物。
仅仅因为在两个地区都发现了这些化合物,并不一定意味着北极的化学物质来自安大略湖。“大湖区很重要,但不是唯一的来源,”缪尔说。他说,过去的研究表明,高北极地区的大量污染物来自亚洲。
湖鳟鱼以其浅色斑点和深叉尾而闻名,是接受测试次数最多的大湖区鱼类,之所以选择它们是因为它们将是最受污染的生物之一。
“湖鳟鱼通常被用作顶端物种,”赖纳说。“它们位于水生食物网的顶端,生物累积化合物的浓度往往在这些物种中最高。” 食物网每向上一步,动物摄入的污染物就会放大二十倍或更多。这意味着像湖鳟鱼这样的顶级掠食性鱼类所携带的化学负荷可能比微小的底层生物摄入的量高出数百倍。
如果在安大略湖的鳟鱼中发现工业化学品或杀虫剂,这通常是对科学家和政策制定者的警告信号:这可能意味着该化合物分解缓慢,正在顶级掠食者体内积累,并且正在全球范围内迁移。这三个因素可以将污染物变成像滴滴涕和多氯联苯那样规模的国际环境问题。
小众阻燃剂十氯化二苯乙烷 602 的发现是湖鳟鱼(学名:Salvelinus namaycush)充当未来一瞥的最新例证。
在 20 世纪 60 年代末,有报道称杀虫剂滴滴涕正在损害安大略湖和整个大湖区的湖鳟鱼繁殖。不久之后,工业化合物多氯联苯或多氯联苯也被发现污染了湖鳟鱼种群。
大约十年后,在北极环斑海豹(北极熊、鲸鱼和人类以其为食)的脂肪中发现了滴滴涕和多氯联苯。滴滴涕和多氯联苯于 20 世纪 70 年代在美国被禁用,因为它们在全国各地的鱼类、鸟类和其他野生动物体内积累,导致一些种群灭绝。
然后,在 20 世纪 70 年代末,在安大略湖的湖鳟鱼中检测到名为多溴联苯醚或 PBDE 的阻燃剂。随后在 1981 年在北极证实了 PBDE,当时在环斑海豹和白鲑中发现了这些化学物质。它们在人类和野生动物体内积聚,与激素改变、生殖影响和发育中的大脑变化有关。近年来,它们的使用已被逐步淘汰。
克拉克森大学教授兼美国环境保护署大湖区鱼类监测和监视项目的主要研究员托马斯·霍尔森说,现在对鳟鱼和其他生物体的测试表明,这些遗留污染物在大湖区环境中的含量正在下降。缪尔说,与此相呼应的是,加拿大北极地区也出现了类似的下降趋势。
然而,尽管禁令已经实施,但它们在一些大湖区鱼类和北极物种中的含量仍然很高。
明尼苏达大学科学家 2010 年的一项研究指出:“大湖区遗留污染物的浓度可能只会继续缓慢下降,并构成健康问题。”
就像较老的污染物一样,十氯化二苯乙烷 602 现在也在世界各地被发现。
赖纳说:“十氯化二苯乙烷 602 也在西非、欧洲、印度、中国和塔斯马尼亚被检测到,被认为是全球污染物。”
其他十氯化二苯乙烷化合物早已引起北极和大湖区人士的关注。2009 年进行的一项研究旨在确定在这些地区的野生动物中具有持久性和积累性的前 50 种化学物质,其中包括大量生产的阻燃剂十氯化二苯乙烷 Plus。
十氯化二苯乙烷由西方石油公司 (Occidental Petroleum Corporation) 或 OxyChem 生产,生产地点位于安大略湖畔的纽约州尼亚加拉瀑布市,在过去五年中,十氯化二苯乙烷已开始出现在大湖区环境中。
科学家对十氯化二苯乙烷 602 知之甚少。它于 20 世纪 60 年代作为十氯化二苯乙烷阻燃剂套件的一部分推出,用于绝缘电线电缆、计算机中的尼龙连接器和塑料屋顶材料。
缪尔说:“在北极工作的人肯定知道它。“但没有分析它的标准。”
杜克大学环境化学助理教授希瑟·斯泰普尔顿说,不再在美国生产的十氯化二苯乙烷 602 的结构与灭蚁灵相似,这令人担忧。灭蚁灵是一种杀虫剂,于 1976 年被环保署禁用,因为它毒性极高且在食物网中具有累积性。
“想到这些未知数真令人害怕,”斯泰普尔顿说。
环保署要求 OxyChem 测试一种新的相关化合物十氯化二苯乙烷 Plus 对水生生物的毒性,并测试实验室大鼠的生殖和神经系统影响。去年,环保署表示,数据“表明不会发生对水生生物的可衡量毒性”。此外,在大鼠中未发现任何影响。
但十氯化二苯乙烷对人类和野生动物健康的影响仍然存在不确定性,这令人不安,印第安纳大学化学教授罗纳德·希特斯说,他是一个在五大湖区五个地点测量持久性有机污染物的团队的成员。他们一直在所有地点检测到十氯化二苯乙烷 Plus。
希特斯说:“这就是美国化学工业的问题,这是一个被动的系统。“向我们证明它会杀死某人或某物,然后我们才会将其撤出市场。”
代表化学品制造商(包括 OxyChem)的美国化学理事会称希特斯的评论“不负责任且毫无根据”。
理事会发言人在一封电子邮件回复中表示,如果出现关于可能的健康和安全影响的信息,法律要求公司立即向环保署提供该信息。他们还自愿对高产量化学品(包括十氯化二苯乙烷 Plus)进行了详细的毒理学测试。发言人说,成员制造商“竭尽全力使其化学品安全——用于工业用途、商业用途和消费者用途”。
由于十氯化二苯乙烷存在于大湖区鳟鱼和北极鲸鱼中,因此也在人体中被发现。2 月份发表的一项研究显示,安大略省妇女的母乳中含有低浓度的十氯化二苯乙烷 Plus。然而,尚未进行人体健康研究。
纽约州环境保护部水生生物学家贾娜·兰特里说,在湖鳟鱼种群数量反弹之际,检测到新的污染物越来越令人担忧,因为它们正变得越来越受欢迎,成为一种运动鱼类。它们栖息在最深、最冷的水域中,可以长到三英尺长,30 磅重。
上个世纪对湖鳟鱼来说是动荡的。在最东端的大湖区安大略湖,它们在 20 世纪初因过度捕捞而难以生存。然后,在 20 世纪 50 年代,它们在伊利湖和安大略湖被非本地海七鳃鳗消灭,海七鳃鳗用吸盘状的嘴吸附在它们身上,并真正吸走了它们的生命。大约在同一时间,尼亚加拉河沿岸开始充满工业,工业将化学物质排放到渔业管理者试图重新放养的同一水域中。
兰特里说,在过去的 15 年里,通过放养计划、海七鳃鳗控制和污染法规,安大略湖及其支流的种群数量正在反弹。
滑铁卢大学大气科学名誉教授兼加拿大极地环境大气研究实验室研究员詹姆斯·斯隆说,在北极地区,新兴污染物带来了独特的担忧。
由于气候寒冷,北极就像一个有毒物质储存库。
斯隆说:“农药、阻燃剂等物质……通常蒸气压较低,因此它们在温暖的天气中蒸发并被空气传播,主要向北传播。” 当温度下降时,它们会凝结,然后落到冰冷的表面,在那里它们被食物链底层的生物吸收。“当它们到达北极的低温时,它们就永远不会再蒸发了。”
缪尔说,冰盖“就像在瓶子上塞了个软木塞”,阻止化学物质离开水并返回大气。
白鲸比其他野生动物更容易积累污染物,因为它们体内有过多的脂肪(污染物储存在脂肪中)并且寿命很长。加拿大土著社区的人们依靠它们获取食物。
加拿大和格陵兰岛的因纽特人是世界上受污染最严重的人群,研究表明,食用受化学物质污染的本土食物与儿童的免疫抑制、感染和学习问题有关。
赖纳说:“北极生物群,特别是动物的高脂肪部分,是土著居民传统饮食的一部分,与温带纬度地区的人们相比,可能会导致北极居民接触到更多的污染物。”
在北极的恶劣条件下测试人和鲸鱼既复杂又昂贵。
但湖鳟鱼一直是一个很好的替代品。半个世纪以来,世界一直在监测这种鱼类在大湖区这个舞台上的表现。科学家们说,随着新的污染物不断出现,它的主角地位在短期内不会结束。