航天飞机发射将金属和化学物质喷入野生动物保护区

但这种污染对短吻鳄、海龟和其他濒危动物意味着什么?

当倒计时时钟归零时,佛罗里达州肯尼迪航天中心上空充满了火焰和浓烟。航天飞机两侧是两个火箭助推器,背部捆绑着巨大的红色燃料箱,腾空而起。

几秒钟内,航天飞机就消失在了视线中。仅用了8分钟多一点,它就到达了外太空。但美国宇航局的发射留下的不仅仅是太空探索的遗产。

在离开地球大气层之前,每架航天飞机都会向空中喷射数千磅的金属和其他化学物质。一些污染物落入了基地周围的联邦野生动物保护区,那里是短吻鳄、海龟和其他濒危动物的家园。


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南卡罗来纳州查尔斯顿霍林斯海洋实验室的环境化学家约翰·鲍登说:“人们认为航天飞机发射是一个短暂的、有限的事件,但每次发射都会将大量碎片排放到大气中,有可能对周围的生态系统产生长期影响。”

每次发射后,发射台周围水域中的金属浓度都会飙升。虽然这些水平只维持了几天,但这些污染物可能已经积累在生态系统的顶级捕食者——短吻鳄体内。发射台附近的短吻鳄肝脏中的铁含量过高。

然而,对这些生物的影响在很大程度上是未知的。那里的短吻鳄甲状腺激素水平升高,这可能会扰乱生长。尽管如此,在这个14万英亩的保护区里的短吻鳄和其他生物看起来比佛罗里达州一些高度发达、污染严重的地区的动物更健康。

从1981年到2011年,美国宇航局从肯尼迪航天中心发射了135架航天飞机,该中心周围是佛罗里达州最后一片受保护的咸水生态系统之一。长达35英里的梅里特岛国家野生动物保护区是1500多种动植物的家园,其中包括14种濒临灭绝的物种。

保护区的监管生物学家迈克·莱加雷说:“如果不是因为发射设施,联邦政府永远不会获得这片土地,而且我认为可以肯定地说,它现在看起来会很像佛罗里达州东海岸的其他地方——到处是公寓。”

然而,保护是有代价的。“我们为所有积极因素付出的代价是局部污染,特别是这些发射台,”莱加雷说。

发射会喷射出金属颗粒,这些颗粒会落回地面并沉入水中。这些颗粒最终会去哪里,以及它们可能对保护区中的动物产生什么影响,目前尚不清楚。

一些科学家怀疑污染物可能正在沿着食物链向上移动。

南卡罗来纳医科大学的动物学家路易斯·吉列特研究佛罗里达州的短吻鳄几十年了。他发现,在其中一个发射台附近的泻湖中的短吻鳄,其肝脏中的铁和其他金属(包括锂、镍和汞)含量高于佛罗里达州其他两个地区的短吻鳄。

它们的铁含量非常高,以至于同样的含量会导致哺乳动物(人类、驴和鹿)的肝损伤。然而,很少有研究调查爬行动物中的铁毒性,而且没有人知道什么水平可能会导致短吻鳄的肝损伤。

此外,从梅里特岛保护区的咸淡水中收集的幼年短吻鳄,其甲状腺激素水平升高。一些金属会靶向甲状腺,甲状腺调节生长和新陈代谢。当它们在实验室孵化时,保护区的短吻鳄比来自佛罗里达州中部另一个保护区的短吻鳄更小,重量也更轻。

不同的甲状腺激素和体重可能与梅里特岛的咸水和半咸水有关,而不是与污染物有关。海水含有碘,会改变甲状腺激素,而且短吻鳄不善于排泄盐分,因为它们适应了淡水环境。

尽管如此,吉列特说,污染物有可能导致激素差异。“我们看到的一些重金属显然不应该存在于环境中,”他说。例如,在幼年短吻鳄体内,他们发现了航天飞机中使用的锂、镍、铋和其他金属。

美国宇航局官员表示,肯尼迪航天中心周围的生物是健康的。

美国宇航局修复项目经理迈克·德利兹说:“我们拥有强大的生态群落,这些群落似乎在这些地区蓬勃发展。”

吉列特在很大程度上同意这种观点。他测试的航天中心附近的短吻鳄在许多指标上都比奥兰多附近受污染的阿波普卡湖的短吻鳄更健康。吉列特因在 20 世纪 90 年代发现溢入湖中的杀虫剂改变了短吻鳄的性激素,使其女性化而闻名。

肯尼迪航天中心生态项目经理卡尔顿·霍尔说,当航天飞机发射开始时,美国宇航局附属科学家开始收集水样以观察环境影响。

研究人员在 1996 年至 2009 年的 41 次航天飞机发射后,从 11 个地点收集了水样。一些地点位于发射台附近的排水泻湖内。其他地点位于附近的蚊子泻湖、香蕉河和香蕉溪。

在发射后,研究人员检测到他们称之为与发射操作相关的四种金属的“显著增加”。与梅里特岛保护区的其他地区相比,最靠近发射台的采样点中,锰、铝、铁和锌的含量增加了 37% 至 175%。

鲍登、吉列特和其他研究人员本月在《环境科学与技术》杂志上发表的一项研究表明:“虽然 KSC 存在多种金属沉积的自然和人为来源,但本报告中的数据表明,航天飞机发射事件是一个重要来源。”

然而,在发射后的一两天内,发射台周围的水平恢复正常。2009 年的水中金属含量没有明显高于 1996 年。

“我们发现随着时间的推移没有积累,这真的很有趣。我们知道每次发射都会将数千公斤的物质排放到环境中。它去了哪里仍然有点神秘,”鲍登说。

肯尼迪航天中心科学家未发表的研究表明,污染物显然没有在沙质土壤中积累。德利兹说,他们发现了少量的锌和铝,但含量不足以需要清理。

在梅里特岛的浅水生态系统中,沉积物不断被潮汐和风暴移动。莱加雷说,污染物也可能渗入地下水并分散到整个保护区。

鲍登怀疑航天飞机释放的气体可能在野生动物吸收金属方面发挥关键作用。羽流中含有强酸氯化氢。发射后,泻湖的 pH 值可能会在短时间内骤降,使水变得几乎像电池酸一样具有腐蚀性。

贝壳和石灰石土壤会迅速中和水,在几个小时内恢复正常的 pH 值。但酸度会使一些金属更易溶,这意味着它们可以被植物和动物吸收。

作为受威胁物种受到保护的短吻鳄,吉列特说,是监测肯尼迪航天中心周围湿地健康状况的完美动物。

短吻鳄可以活 40 到 60 年,这意味着梅里特岛最老的短吻鳄甚至可能比登月还早。“它是一种寿命长的顶级捕食者。而且与鸟类不同,它们不能起身飞走,”他说。

尽管航天飞机计划在 2011 年结束,但美国宇航局科学家琳恩·菲利普斯说,了解有害污染物非常重要,因为航天中心正在向她所谓的“下一代太空发射”过渡。发射台和建筑物正在为与商业太空合作伙伴的未来任务重新设计。

佛罗里达州奥杜邦协会的倡导主管查尔斯·李说:“每次点燃如此巨大的罗马烟火时都会产生环境后果,但美国宇航局本身一直是野生动物的好邻居,通过最大限度地减少对野生动物保护区和海岸的原始地区的影响。”

但李担心未来。在肯尼迪航天中心以北建设一个商业太空港的提议可能会危及保护区其他地区的栖息地,该地区被认为是东海岸最重要的涉水鸟类栖息地之一。

李说,最引人注目的问题是“私营航天工业是否会将其影响限制在已经受到干扰的地点,还是试图分割剩余的野生动物保护区。”

这篇文章最初发表于环境健康新闻,该新闻来源由非营利媒体公司环境健康科学出版。

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