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北极冻土中发现大量有毒的天然汞

当永冻土融化释出汞之后,一部分汞会进入食物链里,进到像是阿拉斯加驯鹿等动物体内。 PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE, NATIONAL GE

当永冻土融化释出汞之后,一部分汞会进入食物链里,进到像是阿拉斯加驯鹿等动物体内。 PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

(36500365uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Craig Welch 编译:蔡雅铃):科学家在北极发现了储存在冻土中大量有毒的天然汞,我们不清楚随着地球暖化,会有多少汞进入食物网中。

科学家又发现了一项埋藏在北极冰冻土地下的威胁,也就是储存在冻土中的大量天然汞,这种有毒重金属会以某些形态在鱼类或其他动物体内累积,并对人类健康造成严重问题。

2月初发表在《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)期刊的一份研究指出,北极永冻土中蓄积的天然汞含量,可能是过去30年来人类燃烧煤炭和经由其他污染排放到大气中的汞总量的十倍。当气候变迁让陆地变暖,这些融化的永冻土可能会释出大量的汞,让更多这种污染物在大气和食物网里积聚。

「在开始这项研究之前,大家都以为永冻土里的汞含量非常少或是没有。」研究的共同作者,科罗拉多大学国家冰雪资料中心(National Snow and Ice Data Center)的凯文.薛佛(Kevin Schaefer)说:「结果才发现永冻土里不仅含有汞,它还是全球最大的汞库。」

换一种讲法,这份研究的第一作者、美国地质调查所的水文学家保罗.萧斯特(Paul Schuster)说:「这份研究完全颠覆了我们对汞的了解。它是天然资源,但其中一部分会随着气候暖化而释放出来。」

然而目前还不清楚的是,有多少汞、以及在什么时候,会以对人类有毒的形式被释放出来。

天然毒物

汞存在于自然环境中,并经由森林火灾、火山爆发和岩石风化等过程释放出来。不过大气中的汞大约有三分之二来自人为排放,主要是透过燃烧煤炭或医疗废弃物,或是某些类型的采矿。汞一旦释出后便可透过空气传播,最终又会落回地表的水域或陆地,然后被鱼类或动物摄入,愈往食物网的上层累积的汞含量也愈高。

某些形态的汞是很强的神经毒素,若进入儿童体内可能损害其脑部发展,还会影响认知、记忆、语言甚至运动与视觉技巧。就算在成人体内,过量的汞也会阻碍视力、语言和肌肉运动,损害生殖和免疫系统,还会造成心血管问题。有鉴于此,在被污染的河川与溪流附近往往会有汞污染勿捕鱼的建议,孕妇及儿童也被强烈要求避免食用鲔鱼或其他如剑旗鱼这类寿命长的鱼种。

由于有复杂的大气和海洋过程,蓄积在北半球高纬度地区的汞比其他任何地区还要多。即使污染源远在​​数千公里之外,这里的鸟类、鱼类、海豹、海象、北极熊和某些鲸鱼体内却累积了很高的汞含量。这种远距离传播污染物的结果,造成北极地区那些依赖狩猎来取得食物的居民,血液中的汞含量数一数二地高。

数千年以来,相同的风与海流不断地将汞往北输送,北极各地因此沉积了高浓度的天然汞。由于它们几千年来都被保存在冰冻的土地里,对野生动植物或人类不曾造成任何伤害。然而占北半球陆地面积24%的北极永冻土正逐渐融化,里面大量的汞随之释出的威胁也与日俱增,而且直到最近我们才知道那里的汞含量有多高。

长达十年的研究

萧斯特在美国地质调查所研究大气中的汞已经好几十年了。在1990年代他从怀俄明州的风河山脉(Wind River Range)的冰河收集了冰芯样本,建立了一份可回溯至工业革命之前的汞沉积纪录。他说这份工作最终说服联邦监管机构,由于人为汞污染源增加非常多,美国应该开始要求燃煤设施使用洗涤器以减少汞的排放。

萧斯特最后来到了阿拉斯加育空河(Yukon River)流域,他发觉没有人想过去量化永冻土中汞的储存量。事实上,不是所有专家都认为那里会有很多汞。

从2004到2012年,萧斯特和他的团队从阿拉斯加各地收集了超过13个冰芯样本。为了让阿拉斯加的结果能够外推到整个北极地带的永冻土区,他们仔细选择测站地点并且花了数年时间使模型更完美。

研究的结果显示北极地区的永冻土里容纳了大约1500万加仑的汞,至少是大气、海洋和所有其他陆地里的汞含量总合的两倍。 「这个浓度非常高,比我们预期的高很多。」萧斯特说:「这真教人吃惊。」

重要的问题是:那些汞接下来会怎样?

那些汞全都持续隔离在永冻土区是不太可能的。一旦地面开始解冻,植物从中开始生长并摄入汞,而分解植物的微生物会释出一些毒性更强的甲基汞,其中一部分会由水或空气传播到生态系里,最后会进入动物体内。

萧斯特说:「这就是那些汞进入食物链的途径和方向。」

有多少汞会进到食物里?

然而要知道那些汞所引起的风险大小却不是件容易的事。

首先,气温上升的幅度取决于人类多快去限制温室气体的排放。这决定了有多少永冻土会解冻,以及随后的汞释出量。不过这些也只是整个方程式的一部分。

「有多少汞最后会进入和从哪里进入食物网才是最重要的问题。」萧斯特说:「当研究范围跨入食物链阶层,事情就变得晦暗不明了。」

释出的汞一开始只对北极地区的人类和野生动植物形成更大的风险,「但在北极发生的事并不会停留在北极,」萧斯特说:「最后它会扩散到全世界并且四处移动。」

结果就是人类几乎一定会受到某些冲击。

「我们知道永冻土就要解冻了,也知道有些汞就要被释出了。」薛佛说:「现在我们还无法精确估计释出的量和时间,这是下一阶段的研究。」




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