一項新研究顯示工業化學品已經到達海洋中部

新的研究表明，我們用來殺死害蟲、治癒身體和包裝食物的化學物質遍布整個海洋，幹擾了餵養海洋生物的微生物。他們甚至到達了地球上最偏遠、最偏遠的地方。

在一項新研究中，加州大學河濱分校的生物化學家 Daniel Petras 與來自世界各地的 29 名研究人員一起研究了從河口、沿海地區、珊瑚礁和公海收集的 2,315 個海水樣本。這些樣本來自北太平洋、波羅的海和南非海岸等地。對於每個樣本，研究人員都使用了一種相對較新的技術，使他們能夠看到存在的每種化學物質，而不僅僅是他們正在尋找或懷疑的化學物質。

他們的發現令人震驚：人造化學物質無所不在，甚至在距離陸地數百英里的水域也是如此。

這項研究於週一發表在《自然地球科學》雜誌。

加州大學聖塔芭芭拉分校生態、演化和海洋生物學系助理教授道格拉斯·麥考利說：「這代表了這些化學污染物在海洋中廣泛存在的非常現實的觀點。」麥考利並沒有參與這項研究。

研究團隊在河口和沿海地區發現了大量藥物，如β受體阻斷劑、抗憂鬱藥物和抗生素。他們還發現了可卡因和甲基苯丙胺，以及殺蟲劑和殺蟲劑，例如避蚊胺和莠去津。在某些情況下，包括在波多黎各附近採集的樣本，這些污染物的特徵佔溶解有機物的近 20%。

隨著海岸距離的增加，工業化學品的數量和濃度減少，但並未消失。研究人員發現，即使在距離北美太平洋海岸數百英里的地方，或漂浮在加州海流上，有機物中也存在大量其他工業化學品，特別是由石油衍生塑膠製成的化學品，含量在 0.5% 到 4% 之間。

「這項發現提供了進一步的證據，表明塑料衍生的碳，包括微米塑料和奈米塑料，對海洋碳庫貢獻了很大一部分，」作者寫道，他們負責處理無意中進入實驗室或收集過程中的任何塑料。

「作為一名生態學家，有點可怕的是試圖理解這對海洋健康意味著什麼，」麥考利說。 “我認為我們現在需要了解很多關於這些化學物質在檢測到的濃度下如何影響從浮游生物到鯨魚的海洋物種。”

他說，公海採樣提高了人們對塑膠相關的污染物滲透和塑膠污染的擔憂程度。我們發現海洋中大塊塑料的分佈非常廣泛，然後是微塑料，然後是奈米塑料。這些發現凸顯了化學物質從塑膠中浸出並將海洋的某些部分變成石化湯的無形危險。

佩特拉斯說，他們所做的工作是新的，因為它使用了化學檢測方法，即檢查樣本中的所有化學物質，而不是特定化學物質——這是一種相對較新的技術，使研究人員能夠超越他們懷疑存在的化學物質。

他說，新的技術不僅可以“看到”所有不同的化學結構，還可以識別它們，“這樣我們就可以給這些化合物命名，並對它們的起源做出假設。我認為這是第一次大規模薈萃分析，我們可以提出不同化學物質的來源。在此之前，這種分析實際上是不可能的。”

研究人員查看了三個實驗室獲得的 21 個公開資料集，其中包含 2,315 個樣本。每個實驗室都使用相同的工具和技術，使 Brita 團隊能夠篩選一組標準化的開源質譜數據來執行自己的分析。

佩特拉斯說，這項分析為科學界提供了各種需要提出和測試的新問題。例如，這些工業污染物將如何影響或融入全球碳循環？

碳循環是大氣、海洋、陸地和地質儲層（例如岩石和化石燃料）之間碳的連續生物地球化學交換。這個循環調節地球的溫度並維持生命。

「絕大多數海水樣本通常由微生物群落產生的代謝物組成，例如光合作用固定碳的代謝物。它們釋放糖、勝肽和脂質等分子……這對碳循環至關重要，」佩特拉斯說。現在，由於這項研究以及其他關於微塑膠的研究，“我們假設人造分子也可能對這一循環做出重大貢獻。但這對微生物群落和全球碳循環的影響程度在很大程度上尚不清楚。”

他說，在最好的情況下，微生物只是吸收這些化學物質，攝入或「吸入」它們，回收它們，「然後將它們以二氧化碳的形式呼出」。但這些化學物質可以改變這個系統。

「如果除草劑或其他分子大量存在，或者如果它們與除草劑或其他分子協同作用，它們可能會對微生物群落產生一定的影響……這些都是我們需要在實驗室中解決和測試的問題，」他說。