研究称沿海海洋有机物中人类合成化学物质占比显著

一项覆盖全球沿海区域的海水样本综合分析显示,人类合成化学物质已在沿海海洋有机物中占据显著比例。该国际研究由加州大学河滨分校生物化学家Jarmo Kalinski与Daniel Petras牵头,汇总并分析了过去十年间来自太平洋、大西洋和印度洋沿海地区、20多项实地研究中的2300余份海水样本。

研究发表于《自然·地球科学》,论文题为《海洋溶解有机物中人类合成化合物的广泛存在》。研究团队表示,结果显示工业化学品——其中不少在常规监测中涉及较少——在海洋样本中更为丰富且分布更广。

Petras指出,除海面塑料碎片等更易被观察到的污染外,海洋中还存在“几乎看不见”的人类化学足迹,即数量庞大的合成化学物质;即便在被认为相对原始的区域,也能检测到明显的人类活动化学指纹。他还提到,偏远珊瑚礁系统同样呈现出附近人类活动的化学特征,相关活动包括农业、沿海开发与旅游业等。

研究结果显示,在沿海环境的数据集中,人造有机分子的中位信号水平最高可达20%,而在公海最低值约为0.5%。在受未经处理或处理不良废水影响的河口等极端情形下,该比例可超过50%。从全部样本看,248种人类来源化合物占总检测信号的中位数约为2%。

在化合物类型方面,研究团队称,尽管农药与药物通常被认为在近岸区域浓度更高,但本次分析发现,工业化合物——包括用于塑料、润滑剂和消费品的物质——构成海洋中人类化学信号的主体。Kalinski表示,工业化学品是人类化学信号的主要来源。

研究还指出,一些人造化合物处于传统有机分子与纳米塑料之间的边界,因而在一定程度上模糊了化学污染与塑料污染的界限。Petras称,这些化学物质对海洋有机物库的贡献显著,意味着其可能在海洋碳循环与生态系统功能中扮演尚未被充分认识的角色。

此外,人类合成化学物质的影响并不局限于近岸。研究人员发现,即便距离海岸线超过20公里,人类来源化合物仍约占检测到的有机物的1%。Petras表示,从全球尺度看,这对应的物质量仍然可观。

研究团队将该工作描述为迄今针对沿海海洋开展的较为全面的化学元分析之一。所用样本原本服务于不同研究目的,包括珊瑚礁健康、藻华与碳循环等。团队称,其关键方法在于跨多个实验室采用一致的高分辨率质谱流程,并使用由加州大学河滨分校计算机科学助理教授Mingxun Wang开发的可扩展计算工具,从而将不同研究中的数千个样本合并为统一数据集进行分析。

研究人员表示,相关数据已公开,便于其他研究者复核结果或与新增数据集整合。与此同时,团队也指出,现有数据在地域分布上仍不均衡:样本主要集中在北美与欧洲,南半球覆盖有限,东南亚、印度和澳大利亚等地区几乎缺乏数据。Kalinski强调,数据缺口并不意味着问题不存在,而是意味着观察仍不够深入。

研究作者同时表示,该分析属于初步概览,后续仍需更细致的定量靶向研究;不同化学物质累积浓度的效应及其长期生态影响目前仍大多未知。Kalinski称,已知人类正在改变海洋化学,但其对海洋生物、食物网与生态系统韧性的具体含义仍不明确,本研究为进一步提出并检验相关问题提供了基础。

研究还提到,日常活动如驾驶、清洁、食品包装和个人护理等会释放化学物质,这些物质可通过排水或雨水径流进入河流与废水系统,最终汇入海洋。Kalinski表示,陆地上使用的物质并不会消失,往往会进入海洋这一“最终汇聚点”。

论文中还提及,相关发现也影响了Petras的个人习惯,他表示会尽量减少塑料使用、避免过度包装并限制加工食品摄入。


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