|
来源：海洋与生命公众号 众所周知，海产品是人的一项重要营养来源，可是你每天吃的鱼，真的是安全的吗？  答案是不一定！ 水中的重金属会通过大鱼吃小鱼的食物网层层积累，最后进入人类体内。如果海水被污染，你吃的鱼虾就会成为慢性毒药，损害健康。鱼在食物网中所处营养级越高，体内有机污染物含量也就越多。 研究显示，消费者接触甲基汞的大约82%来自食用海鲜，且绝大部分来源于金枪鱼、鳕鱼等常见食用鱼类。  汞(Hg)是环境中毒性最强的重金属元素之一。 海水中的汞大多来自大气沉降和工业废水排放，以无机汞的形式进入水中，在微生物的作用下转化为甲基汞(MeHg)。而甲基汞进入人体很容易被吸收，不易降解，会损伤中枢神经系统，毒性最大。 因此，汞污染是目前水污染中最严重的问题之一！  甲基汞 1956年日本的水俣病事件在全世界范围内引起关注，是最早出现的由于工业废水排放造成的甲基汞中毒公害病。 这一事件就是由于大量的含汞废水污染了水俣湾的鱼虾，最后进入人类体内。  日本水俣病事件 甲基汞的威力还不小呢  研究背景 为降低甲基汞暴露风险，减少人为汞排放的《水俣公约》已于2017年正式生效，采用工业无汞生产、拒绝使用含汞催化剂来减少汞排放。 然而在制定这一全球公约时，并未考虑海洋环境因素变化对人类经常食用鱼类体内的甲基汞累积产生的影响。 也就是说，除了人为汞排放以外，还有没有其他影响大型食用鱼类体内甲基汞含量的因素呢？ 科学问题 基于以上背景，本文作者提出科学问题： 在全球汞排放减少的前提下，环境因素变化是否会影响海洋顶级捕食者体内甲基汞含量呢？  科学的研究就是不能停！ 实验内容 01 食物网结构改变对甲基汞含量影响 研究对象：鳕鱼、多刺角鲨 研究地点：缅因湾生态系统 研究方法：分析30年间数据 1970-2000年间大西洋鳕鱼的甲基汞含量增加了6-20%。相比之下，多刺角鲨体内甲基汞的含量下降了33-61%  图1 a.1970-2000年间，鳕鱼MeHg含量上升 b.多刺角鲨MeHg含量下降 甲基汞含量变化三部曲：  1970年左右，过度捕捞导致大西洋鳕鱼和多刺角鲨的食物网结构改变，造成二者甲基汞含量向相反趋势变化。 在2000年代，缅因湾的鲱鱼数量恢复正常，鳕鱼和多刺角鲨又重新开始捕食鲱鱼，因此鳕鱼的甲基汞水平再次上升，而多刺角鲨甲基汞水平再次下降。  图2 大西洋缅因湾生态系统食物网结构 02 建模预测 研究对象：大西洋蓝鳍金枪鱼（ABFT）、剑鱼 研究地点：缅因湾生态系统 研究方法：建立模型预测 作者在利用原有的预测有机污染物积累模型——营养放大斜率进行计算时，发现两种鱼（大西洋蓝鳍金枪鱼、剑鱼）的实际甲基汞测量值明显高于预测值。  图3 利用原有模型预测的甲基汞预测值和实际测量值 作者一通分析之后，发现原有模型不适用可能的原因有： ·大西洋蓝鳍金枪鱼、剑鱼是洄游物种，原有模型预测时未考虑迁移能量消耗。 ·全球变暖使海水温度升高，造成鱼游泳需要的能量增加 ·海水升温会导致肉食性鱼类的优先觅食区域转移到高纬度地区或更深的水层，改变现存物种的猎物选择。 我们需要新模型！ 在综合考虑能量消耗、海水温度、海水中甲基汞含量、水中溶解度的有机碳（DOC）、猎物选择等等一系列影响因素之后，作者将以上因素参数化，建立了全新的甲基汞生物积累的生物能学模型，并对这一模型进行评估和敏感性分析。 图4 ABFT模型预测 图5 剑鱼模型预测 图中十字叉表示甲基汞实际的测量值，虚线代表原有模型的预测值，实线代表新模型的预测值。 一通计算猛如虎，结果显示新模型预测值与实际值基本相符，模型的拟和效果良好！ 接着作者又对缅因湾生态系统的其他5个营养级应用新模型预测。 图6 缅因湾各营养级模型预测 结果非常Amazing啊！实际测量数据均匀落在曲线两侧，证实了模型在食物网各营养级均可应用。 有了新模型，就可以采用这一模型进行实验啦！ 03 气候改变导致的海水温度升高对肉食性鱼类富集甲基汞含量影响 研究对象：大西洋蓝鳍金枪鱼（ABFT）、剑鱼 研究地点：缅因湾生态系统 研究方法：结合历史数据进行分析，并利用新模型预测未来变化趋势 图7 海水变暖对ABFT中组织MeHg浓度的影响 模型结果表明，20世纪90年代鱼类组织中甲基汞降低主要原因是近十年来温度的降低。 模拟的缅因湾持续变暖的影响表明，之前的下降趋势出现了逆转，预计到2015年甲基汞含量将增长近30%，并将持续到2030年。 2012-2017年间，研究人员发现大西洋蓝鳍金枪鱼体内的甲基汞含量观察结果与模型趋势一致，甲基汞含量显著增加。 P.S.该结果也证明了模型的可靠性。 这些结果有助于解释为什么自1970年以来，尽管对海洋环境的汞输入量下降了，但不同物种组织中汞的浓度会随时间有不同的变化。原因在于气候变化和过度捕捞也会显著影响大型海洋捕食者体内的汞富集量。 针对这些结果，作者做出悲观预测：由于气候驱动的海洋生态系统的变化，像缅因州海湾的ABFT和大西洋鳕鱼这样的远洋海洋捕食者，其组织中MeHg含量的未来变化将受到海水温度和猎物数量进一步变化的强烈影响。 结论与展望 我们已经证明，不管生态系统中其他因素的变化，减少汞排放的好处是成立的。 目前全球汞排放已趋于平稳，但是该研究表明，海水变暖和捕捞行为也会对鱼体内的汞含量变化起到一定作用，气候变化将加剧人类通过海产品接触甲基汞的情况。 文章的最后，作者也提出：“直到现在，我们还没有完全理解为什么大型鱼类体内的甲基汞含量如此之高。因此，为了保护生态系统和人类健康，如果我们想要在未来继续减少甲基汞暴露的趋势，我们需要双管齐下，同时控制汞排放和温室气体排放，并加强这方面的监管。” 这篇文章也告诉我们，保护环境不只是像《水俣公约》对于工厂、企业的硬性强制要求，更是每个人的责任，关乎每个人的生命健康。 只要我们在生活中加强环保的意识，将低碳生活真正落实到每一天，多行动少吐槽，明天一定会更好！保护环境也是在保护我们自己。 阅读扩展——汞污染治理案例 eg:在海洋方面，采用“以废治废”的循环经济模式，利用工业生产中的钢渣的多孔结构和吸附性能，实现钢铁行业的可持续发展。 研究显示，钢渣处理含汞废水的实验中，汞的去除率达到90.6%，为解决海洋汞污染提供了一种有效途径。 参考文献： Schartup AT, Thackray CP, Qureshi A, et al. Climate change and overfishing increase neurotoxicant in marine predators. Nature. 2019; 572: 648-50. 撰文 | 铁晓燕 编辑 | 王润璇 我知道你 在看 哦 |
|
|
