鱼类可以从汞污染中迅速恢复

一项加拿大实验带来了让海产品更安全的好消息。
Northern pike underwater
大多数人身体中都含有微量的甲基汞,这些含量微不足道,不会对健康造成影响。然而,在较高水平下,这种强大的神经毒素会损害言语、听力、行走和视力。图片来源:P. Vecsei

一项令人鼓舞的新实验表明,切断水体的汞污染可以迅速转化为海产品中该有毒物质含量的降低。

科学家们追踪了加拿大一个湖泊中鱼类和无脊椎动物的汞含量在 15 年间如何变化。在最初的七年里,研究人员向湖中注入汞。一旦新的汞涌入停止,研究小组发现,在短短几年内,小型和大型鱼类中的污染物含量都迅速下降。 

加拿大渔业和海洋部研究科学家保罗·布兰奇菲尔德说:“作为一项示范,它告诉我们,减少汞污染的政策将会是有效的,而且在没有这些政策的情况下,汞的浓度会高得多。” 他和同事于 12 月 15 日在《自然》杂志上报告了这一发现

布兰奇菲尔德说,虽然汞是一种自然存在的元素,但环境中的大部分汞来自采矿或燃煤电厂排放等人为活动。它可以在大气中被长距离输送,然后像雨一样降落到湖泊和河流或滋养它们的集水区。一旦汞进入水生生态系统,其中一部分会被微生物转化为一种称为甲基汞的剧毒化学物质。 

布兰奇菲尔德说:“它往往会随着食物链的每一步而增加。”“处于食物链顶端的鱼类是我们人类食用的鱼类,它们的甲基汞含量最高——通常比(周围)水中的含量高出一百万倍。”

大多数人身体中都含有微量的甲基汞,这些含量微不足道,不会对健康造成影响。然而,在较高水平下,这种强大的神经毒素会损害言语、听力、行走和视力。

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布兰奇菲尔德说,证明减少汞污染与鱼类甲基汞含量降低之间存在明确的联系已被证明很困难。这是因为许多变量会影响甲基汞的产生和在食物链中的积累,包括商业捕捞和入侵物种的出现等人类干扰。

为了了解控制汞的影响,研究人员参观了国际可持续发展研究所位于安大略省西北部偏远地区、为科学研究而设立的实验湖区。他们重点研究了一个栖息着狗鱼、它们猎物黄鲈以及在湖底觅食的白鲑的湖泊。

七年来,研究人员将不同形式的汞(或称为同位素)添加到湖面以及附近的陆地和湿地区域。这使他们能够区分新添加的来自湖泊不同来源的汞与多年来一直在湖中积累的旧汞的影响。研究小组发现,湖泊无脊椎动物和小型鱼类中的甲基汞含量上升了 45% 至 57%,大型鱼类中的甲基汞含量上升了 40% 以上。 

布兰奇菲尔德说,研究人员在这些动物体内测量到的大部分汞是直接添加到湖中的。研究人员没有检测到任何来自湿地的汞,也只检测到极少量来自陆地区域的汞。

研究人员停止向湖中添加汞后,发现在三年内,他们引入的同位素在湖水中减少了 81%,在湖底沉积物中减少了 35%,在微小的浮游动物中减少了 66%。到实验结束时,由这些同位素产生的甲基汞在小型鱼类中下降了 85% 以上,在狗鱼中下降了 76%,在白鲑种群中下降了 38%。

当研究人员分析随着时间推移从同一批鱼中提取的组织样本时,他们发现个体动物的汞含量下降幅度不大。布兰奇菲尔德说:“鱼类确实会长时间保留它们体内的汞。”“然而,当我们观察整个种群时,我们发现它正在迅速下降。” 他说,这表明年轻的鱼类(它们没有暴露在研究早期污染更严重的环境中)正在推动种群的恢复。 

研究人员还注意到,底栖性白鲑的甲基汞下降速度比湖泊顶级捕食者狗鱼慢。布兰奇菲尔德说,这可能是因为白鲑是体型更大、寿命更长、繁殖速度比狗鱼慢的鱼类。 

尽管如此,鱼类种群对流入湖泊的汞减少量做出反应的速度之快,让研究人员感到惊喜。“我们认为它可能在很长一段时间内继续产生影响,”布兰奇菲尔德说。

话虽如此,他警告说,湿地和陆地区域的汞进入湖泊可能还需要一段时间。“我们看到的是,当汞进入湖泊时,它的反应与我们添加到湖面的汞一样:它迅速升高,然后迅速下降,”布兰奇菲尔德说。“这告诉我们,[对于]我们能减少流入湖泊的任何数量的汞,无论是通过直接沉降到湖面还是通过径流,我们都应该看到鱼类种群的快速反应。”

这项信息对于管理汞污染的努力至关重要,约翰·拉德说,他是该发现的另一位合著者,也是实验湖区的前首席科学家。

拉德在电子邮件中说:“基本上我们发现‘汞就是汞’,他还补充说,“决策者需要制定控制湖泊总汞负荷的法规,而不仅仅是直接来自大气的汞。”

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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