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深海海沟发现环境毒素多氯联苯
2023/4/20 16:00:00 本站

多氯联苯(PCB)是聚氯化联苯的缩写,涵盖209种不同的物质。它们于20世纪30年代引入,主要用于建筑材料和技术部件,但现在在大多数国家被禁止,并被归类为一种高度持久的环境毒素。多氯联苯可致癌并对生殖造成危害。尽管20世纪70年代世界多氯联苯的产量大幅下降,但这些物质仍然对环境构成威胁。

斯德哥尔摩大学环境科学系的Anna Sobek教授和南丹麦大学丹麦哈达尔研究中心主任Ronnie N.Glud教授领导的一项研究,于近日在《自然通讯》上发表了一篇相关研究论文。该论文指出,自20世纪70年代以来,多氯联苯在大多数国家都被禁止,但这并不意味着它已经不复存在。在深海海沟探险期间,研究小组取回了沉积物岩心,并对其进行了分析,以确定海沟中五个不同位置的多氯联苯。所有分析的表层沉积物样本都含有多氯联苯。研究报告称,他们在太平洋阿塔卡马海沟底部发现了多氯联苯。

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(来自阿塔卡马海沟底部的环境毒素多氯联苯样本是用这个“多芯采样器”采集的,这里显示的是它带着样本向上移动的过程。图片来源:Anni Glud/SDU)

埋藏在深海沉积物中的多氯联苯(PCB)等持久性有机污染物(POP)占其历史排放量的60%。然而,关于它们在深海中出现的经验数据很少。因此,对深海持久性有机污染物汇的估计是不确定的。代表海洋最深处的深渊海沟是有机碳埋藏和分解的热点。持久性有机污染物有利于有机碳的分配,使沟渠可能成为污染物的重要汇集地。该研究表明多氯联苯出现在阿塔卡马海沟的超深渊(7720–8085m)和非超深渊(2560–4050m)沉积物中。归一化为沉积物干重的多氯联苯浓度在不同地点相似,而归一化为沉积物有机碳的多氯联苯浓度则随着沉积物的惰性有机碳部分在退化的深渊沉积物中增加而呈指数增加。研究团队认为,深渊海沟中独特的沉积动力学和有机碳的高周转增加了地球最深处的持久性有机污染物浓度。

人造持久性有机污染物(POP)在地球上随处可见,包括深海。这些有害物质具有使其在环境中持久存在并进行远距离迁移的物理化学特性。因此,持久性有机污染物有可能危害远离其来源的海洋生物,并且在其使用被禁止和初级排放停止后仍,其影响仍会持续很久。工业化学品多氯联苯(PCB)在20世纪70年代中期被禁止后,全球排放量大幅减少。然而,最近证明多氯联苯在使用和排放量达到峰值后将近50年,依然威胁到世界上超过50%的虎鲸种群的繁殖和生存能力。众所周知,多氯联苯会对人类和动物造成严重的健康影响。它们会损害生殖系统和免疫系统并且具有致癌性(《斯德哥尔摩公约》)。多氯联苯会在生物体内累积,因此可能会在处于食物网顶端的消费者(包括人类)体内达到有害浓度。

多氯联苯在从水中分离到浮游植物时浓缩了约100万倍。生物泵有助于将吸附到颗粒上的持久性有机污染物从海洋表面垂直输出到深水层,并最终输出到海底沉积物。北冰洋水柱中持久性有机污染物的垂直剖面显示,由于下沉颗粒的运输以及北极深水层的长停留时间,其浓度随深度增加而增加。其他在大西洋和印度洋进行的深入3000米深度的研究得出结论,洋流可以在将持久性有机污染物输送到更深的水层方面发挥重要作用。深海被认为是持久性有机污染物的重要汇集地。然而,这些评估是基于非常有限的深海测量,几乎没有任何关于海洋最深处沉积物中持久性有机污染物存在的经验数据。

这些探险有助于消除深海海沟不受表面发生的事情影响的神话,并深入了解了海洋最深处令人惊讶的丰富、活跃和多样的生命。研究还表明,深海海沟积累了大量的有机物质,有助于海洋吸收通过化石燃料燃烧释放到大气中的碳。Ronnie N.Glud表示,阿塔卡马海沟样本中多氯联苯的浓度并不高得惊人。他指出,在波罗的海、北海和东京湾等地发现了更高的浓度。在波罗的海测得的浓度高出了300-1500倍。

编译:Daisy   审核:Sara

参考资料:

1.Citation: Organic matter degradation causes enrichment of organic pollutants in hadal sediments, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-37718-z

2.https://phys.org/news/2023-04-environmental-toxin-pcb-deep-sea.html