摘要：当他汇入5号州际公路南向车流时，他异常清醒地意识到——包括他自己在内的这条车河，正释放着一种难以察觉的致命化学物质。他知道，正是这种物质让身旁培养皿中朱红色的鲑鱼卵变得畸形。

地球是一个奇迹

环境｜美国

在安大略省布兰普顿市(Brampton, Ontario)，废旧橡胶轮胎被堆叠存放等待回收利用。| 国家地理图片集

在西雅图南部一条不起眼的小溪边，生物学家内森·艾维(Nathan Ivy)将一双滴水的防水裤和装满培养皿的冷藏箱塞进皮卡车后斗，驶向高速公路。

当他汇入5号州际公路南向车流时，他异常清醒地意识到——包括他自己在内的这条车河，正释放着一种难以察觉的致命化学物质。他知道，正是这种物质让身旁培养皿中朱红色的鲑鱼卵变得畸形。

数十年来，研究人员怀疑华盛顿州(Washington)溪流中的某种奇异化学物质导致大量成年银鲑(coho salmon)在暴雨后离奇死亡，鱼腹中满是未产出的鱼卵。

2020年，经过多年如居里夫妇般的执着研究，一个科学家团队终于确认道路雨水径流中的致命化学物质是6PPD-Q。他们证实，其前体化合物6PPD几乎存在于全球每一条轮胎中。

美国人每年人均向公路倾泻近6磅含6PPD的轮胎磨损颗粒，这些颗粒被风雨带入环境。

科学家表示，该化学物质无处不在——已在全球水体、空气及人类血液和尿液中检出。对太平洋西北部食物链的关键物种银鲑而言，前景十分严峻。

“它致死速度极快，”正在研究6PPD-Q对华盛顿州某受污染溪流中银鲑生命周期影响的艾维表示，"致死剂量下45分钟就会出现症状。"

在俄勒冈州的汤普森溪(Oregon's Thompson Creek)，一条雌性银鲑(Coho salmon)守护着她的产卵巢。银鲑是太平洋鲑鱼七个物种之一。| 国家地理图片集

2016年，西雅图杜瓦米什河(Seattle's Duwamish River)的河岸上嵌满废弃轮胎。2021年，一项针对该河道长达数十年的工业污染治理工程正式启动。| 国家地理图片集

科学家正紧急寻找轮胎制造商赖以抗降解的6PPD替代品，环保人士则争相寻求法律解决方案。但这些行动可能为时已晚——许多雨水渠直通银鲑秋季洄游产卵的河流，尤其在西雅图(Seattle)等都市区。

自1990年代起，西雅图的公民科学团体就记录到暴雨后大量银鲑死亡的景象：它们在6PPD-Q激增后数小时内死亡，先是疯狂绕圈游动，鱼嘴大张如窒息状。

珍妮弗·麦金太尔博士(Dr. Jenifer McIntyre)已数百次目睹这种惨状。作为6PPD-Q发现的核心研究者之一，这位华盛顿州立大学(Washington State University)水生毒理学副教授如今主持着普亚卢普研究推广中心(Puyallup Research and Extension Center)，该机构是艾维等6PPD-Q研究者的核心基地。

十年前，在公民科学家线索和研究界日益关注的推动下，麦金太尔刚开始进行鲑鱼暴露于雨水的实验。她知道，要从道路径流中数千种化学物质里分离出单一神秘毒素如同大海捞针——除非拥有质谱仪。华盛顿大学(University of Washington)环境工程师埃德·科洛杰(Ed Kolodziej)恰好有这台设备。

当第一批雨水样本通过这台能测定化学物质原子质量的仪器时，水中成分之多让他震惊：“老天，这简直是化学物质大杂烩！”

为缩小范围，麦金太尔尝试分离已知的汽车渗出物：挡风玻璃清洗液、废机油和轮胎磨损颗粒。只有“轮胎汤”溶液具有致命性。2017年的这一突破性发现，为科洛杰和博士后研究员田振宇(Zhenyu Tian)铺平了道路，他们开始对剩余溶液进行最终致命物质的筛选。

又经过两年反复实验——从质谱仪到普亚卢普实验室的鱼缸——2019年他们锁定四种化学物质。但这些分子结构在轮胎文献中毫无记载。

直到田振宇在淋浴时灵光乍现：或许某种化合物在环境中发生了轻微转化，形成了醌类(quinone)物质。初步网络搜索证实了他的猜想——1983年一篇轮胎业论文记载了结构相似的醌类化合物。

“这简直像英雄般的壮举，”科洛杰评价道。

据美国环保署(Environmental Protection Agency)数据，美国每年生产5000万至1亿磅6PPD，常呈紫色颗粒状。田振宇当天就网购了该化学品送往实验室。他2021年主导的研究迅速引发全球反响。

“全球毒理学家都摩拳擦掌，‘天啊！终于有新型剧毒物质可以研究了！’”麦金太尔在办公室开玩笑说。新研究表明，6PPD-Q对虹鳟(rainbow trout)、美洲红点鲑(brook trout)和远东红点鲑(white-spotted char)具有不同程度的致死性。

该物质现已确认存在于人类尿液、血液和脑脊液(尤其是孕妇体内)。2024年一项同行评审研究指出，6PPD-Q可能通过摄入、吸入或皮肤接触进入人体，并迅速抵达组织器官(特别是肝脏和肺部)。现有观测浓度虽未显示对人体的毒性，但研究暗示了潜在风险。

“虽然人类不会像其他物种那样急性死亡，但我们开始发现亚致死效应可能对人类至关重要，”麦金太尔表示。

艾维正在普亚卢普米勒溪(Miller Creek)畔的实验室研究这种无处不在的醌类物质的亚致死效应。他对比两组鲑鱼卵：一组用溪水培育，另一组用过滤水培育。

通过水质和鱼卵发育数据，艾维能追踪6PPD-Q对银鲑的亚致死效应(即非立即致命但造成持续伤害的压力因素)。在另一个清洁水培养盘中，刚孵化的鱼苗活力充沛，而溪水培养的同类却生长迟缓。

据州际技术监管委员会(Interstate Technology Regulatory Council)记载，自1970年代中期起，6PPD就成为轮胎防降解开裂的关键添加剂。轮胎厂商称6PPD是延长轮胎寿命的重要安全特性，能降低车主成本和爆胎事故。

加州环保署(California Environmental Protection Agency)数据显示，美国每年人均释放5.5磅轮胎微粒。这些微粒携带的6PPD在近地面污染空气中结合两氢两氧原子转化为醌类，最终随雨水进入鲑鱼栖息的涡流。

6PPD的监管或替代进程缓慢。加州非营利组织提起的诉讼指控美国主要轮胎制造商违反《濒危物种法》(Endangered Species Act)，导致濒危银鲑种群因6PPD-Q死亡(由于银鲑种群基因差异，部分被列为濒危物种)。

普亚卢普实验室研究生凯特琳·劳伦斯(Caitlin Lawrence)等研究者正寻找6PPD替代品。华盛顿生态部(Washington Department of Ecology)在2021年研究发布后很快列出了潜在替代品报告。但劳伦斯指出，任何替代品都可能像6PPD一样对环境产生隐秘影响。

值得庆幸的是，6PPD及其醌类衍生物不像永久性化学物质那样持久——6PPD半衰期约3小时，醌类稍长。“它的持续存在只因我们每日行车不断释放轮胎颗粒，”劳伦斯解释。

土壤和沉积物过滤系统能有效阻隔雨水污染物，但西雅图缺乏建设雨水花园的资金。艾维和劳伦斯坚信问题并非无解——他们的研究可能推动厂商自主改革或促成立法强制改变。新数据不仅能完善脆弱流域的水质法规，还能帮助研究者确定哪些银鲑种群最需保护措施。

“我认为人类能与它们和谐共存，即使在都市环境中，”艾维说，“只需要注意我们的行动轨迹。”

撰文：Jules Struck

编译：Arvin

校对：钱思琦

版式设计：钱思琦

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来源：国家地理中文网一点号