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是誰住在深海的蝦子體內?竟然是早就禁用的多氯聯苯

人們想像中的海底,總是神秘而未知的,對於我們而言,海洋深處甚至比月球還要難以捉摸,然而,最近一項發表於《自然─生態學與進化》(Nature Ecology and Evolution)的研究卻發現到:這片「地球最後的淨土」竟然也難逃人類的魔掌!潛藏於深海的汙染物逼著人們不得不重新檢視自己對於環境造成的影響。

海洋之心在哪裡?海平面下六公里

為了更理解海洋深處的情形,科學家決定探訪地球上「最後一個重要的海洋生態邊界」──超深淵帶(hadal zone),它是指海平面下 6 公里到 11 公里之間的海域,也就是所謂的海溝地帶。超深淵帶的物種數量和多樣性極低,生存方式也與地表動物大不相同,很多人認為這裡就像是外星球一樣獨特。

海溝多位於超深淵帶,深度約為海平面下 6 至 11 公里。 圖/評論圖片

人們對於深海的想像都是「原始而純粹的」,彷若世外桃源一般,但事實上,這些海溝卻像是垃圾掩埋場一樣,收集了所有落到海床的垃圾。

要如何知道深海的汙染情形呢?科學家利用裝了餌食的機器深入馬里亞納海溝(Mariana Trench)和克馬德克海溝(Kermadec Trench),捕捉短腳雙眼鉤蝦(Hirondellea gigas)。這種小型的端足類甲殼動物就像海中的清道夫一樣,基本上會吃掉一切從海面上掉落的有機物質。(沒錯,汙染物也是牠們的大餐)

科學家在這種鉤蝦中發現了 1970 年代就禁用的化學物質。圖/CC BY-SA 2.5, wikimedia commons.

由於持久性有機污染物(POPs)會破壞生物的激素,科學家藉由分析鉤蝦身上的脂肪組織,便能推斷汙染物造成的影響。

早已被禁止,海底仍難逃汙染物魔掌

這次研究中,發現了兩種早已在多年前被禁止使用的化學物質:多溴二苯醚(PBDEs)和多氯聯苯(PCBs)。

多溴二苯醚等溴化阻燃劑的防火效果極佳,不但可以減少起火的可能,也能阻礙大火的蔓延,但它難以分解、容易在自然中不斷累積,歐盟在 2003 年所通過的《危害性物質限制指令》(RoHS)中,已明令禁止使用此項化學物質。

多氯聯苯在 20 世紀曾經被普遍而廣泛地當作電器絕緣體,然而,由於它屬於致癌物質,會引發腦部、皮膚及內臟的疾病,美國早在 1979 年便已禁止生產此物質。多氯聯苯從 1930 年代開始生產到 1970 年代被禁為止,全球產量高達 130 萬噸。這些數量龐大汙染物會經由工業事故和外洩、不完全的焚化、垃圾掩埋場洩漏等各種方法滲進自然環境,無法被分解。

多氯聯苯的構造 圖/By D.328 – Own work, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons

本研究取樣的兩個海溝彼此相距 7 千公里,深度皆達10公里,雖然遠離工業區,卻仍被偵測到這樣高劑量的汙染物質,說明人類產生的污染已經抵達地球上每個角落。在研究中,科學家更寫道這兩種汙染物簡直「無處不在」:

「在兩個海溝中,棲息於不同深度的生物樣本身上,都殘有多溴二苯醚和多氯聯苯。」

垃圾不分國界,海洋照單全收

雖然兩個海溝同樣遭到汙染,兩個海溝的汙染程度卻不大相同,研究發現:馬里亞納海溝的鉤蝦,身上所含的多氯聯苯濃度高於克馬德克海溝的鉤蝦。

為什麼兩個海溝之間存在這樣的差異,科學家目前尚不清楚,其中一個可能的推斷是:馬里亞納海溝的汙染物來自「大太平洋垃圾帶」(Great Pacific garbage patch)。這個垃圾帶的面積大約有美國德州的兩倍大,數百萬噸的塑膠和垃圾被洋流間的渦流纏住,因此形成了最大的海洋垃圾大平台。

海洋垃圾大平台,聽起來就很噁心。圖/By giogio55@Pixabay

在馬里亞納海溝中,所測到最高劑量的多氯聯苯,其濃度大約是「某隻螃蟹」的 50 倍──可別小看這隻螃蟹,牠來自一畝經由遼河灌溉的稻田,而遼河是目前中國境內汙染情形最為嚴重的河流。

那麼,這麼高劑量的汙染物到底有多可怕呢?

研究者認為,這些汙染物可能是透過遭汙染的塑膠碎片和沉入海床的動物屍體,來到海溝深處,而後被深海動物分食。換言之,深海就像是汙染物的秘密儲藏室一樣。根據生物累積的理論,這些汙染物在淺層海水層的濃度會高上好幾倍,對於人類的危害也相對更加顯著。

不過,來自澳洲新南威爾斯大學的研究員 Katherine Dafforn(並未參與此研究),在一篇相關評論中則認為,雖然研究團隊量化了超深淵帶的汙染物,但這些汙染物到底從何而來?如何而來?確切原因仍然未明,而這些生物受到的污染對於食物鏈頂層的影響也仍待進一步研究。但她也強調:

這份研究清楚證明了即便深海看似遙遠,卻與表層海水有著密切關聯,也同樣會面臨人造汙染物的威脅。

原文出處:

參考資料:

  1. Alan J. Jamieson, Tamas Malkocs, Stuart B. Piertney, Toyonobu Fujii & Zulin Zhang, “Bioaccumulation of persistent organic pollutants in the deepest ocean fauna“, Nature Ecology & Evolution 1, Article number: 0051 (2017) doi:10.1038/s41559-016-0051
  2. 超深淵帶 維基百科
  3. 多溴二苯醚 維基百科
  4. 多氯聯苯 維基百科
  5. 大太平洋垃圾帶 維基百科
  6. Katherine Dafforn, “Ecotoxicology: Pollutants plumb the depths" , Nature Ecology & Evolution 1, Article number: 0075 (2017) doi:10.1038/s41559-017-0075

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關於作者

Peggy Sha

Peggy Sha

Pansci的小小實習編輯,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。

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