摘要:一头跃出水面的印太瓶鼻海豚(Tursiops aduncus),摄于澳大利亚南部阿德莱德附近的港口河流(Port River)。此物种非常聪明机敏、具有复杂的社交行为,是研究海洋哺乳动物的重要对象。摄影:Aude Steiner,2003年。(CC BY-SA
本文来源于“海洋与湿地”(OceanWetlands):
作者 | 王茜(吉林大学)
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一头跃出水面的印太瓶鼻海豚(Tursiops aduncus),摄于澳大利亚南部阿德莱德附近的港口河流(Port River)。此物种非常聪明机敏、具有复杂的社交行为,是研究海洋哺乳动物的重要对象。摄影:Aude Steiner,2003年。(CC BY-SA 1.0)
在澳大利亚东南部的蔚蓝海域中,海豚们自由自在地穿梭、嬉戏,它们是这片海洋生态系统充满活力的象征。然而生机之下存在危机,一项于2025年2月5日发表在《环境研究》(Environmental Research),由Chantel S. Foord领导,题为《遗留有机污染物仍对澳大利亚东南沿海的定居海豚种群构成威胁》的研究为我们揭开了一个令人忧虑的真相:澳大利亚瓶鼻海豚(学名:)、宽吻海豚(学名:)和短吻海豚(学名:)等海豚体内,多氯联苯(PCBs)和滴滴涕(DDT)等持久性有机污染物的含量普遍超标,甚至在某些个体中达到了全球重污染地区的水平。在这之前已经有学者针对澳大利亚东南部海豚体内全氟和多氟烷基物质(PFAS)的肝脏浓度进行检测,同样处于全球最高水平。这一发现不仅为我们敲响了海洋生态的警钟,也促使我们深入思考背后的污染背景、海豚体内污染物的积累机制以及由此引发的严重后果。
维多利亚海岸搁浅的海豚样本的地理位置分布,https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935125002968#bib19
一、污染背景:历史的遗留与环境的警示
20世纪中叶至70年代,多氯联苯(PCBs)作为优秀的工业化学物质,被广泛应用于电气设备、变压器、电容器以及工业应用中的冷却液和润滑剂。它们的化学稳定性和电绝缘性能使其成为工业生产的宠儿。然而,随着时间的推移,人们逐渐意识到PCBs在环境中的持久性和生物累积性,以及它们对生态系统和人类健康的潜在威胁。澳大利亚政府在1975年果断禁止了PCBs的进口和使用,试图遏制这一潜在危机。
同样,滴滴涕(DDT)作为一种广谱杀虫剂,从20世纪40年代起在农业害虫控制以及疟疾等疾病的防治中发挥重要作用。高效的杀虫效果和相对较低的成本,使其成为了农业生产和公共卫生领域的得力助手。与PCBs一样,DDT的环境持久性和生物累积性逐渐显现,在生态系统中长期存在并通过食物链在生物体内累积,对野生动物和人类健康造成危害。基于这些认识,澳大利亚政府在1987年决定禁止DDT的使用,以保护环境和生物健康。
尽管这些污染物的使用已被禁止多年,但由于其环境持久性,它们仍然在澳大利亚的环境中被检测到。这些污染物可以通过大气、水体和食物链进行远距离传输和累积,成为海洋生态系统中挥之不去的阴影。
二、海豚体内的积累机制:污染物的隐匿之旅
生物累积与生物放大:污染物的“食物链之旅”
PCBs和DDT是脂溶性的,能够通过食物链在生物体内累积。海豚作为顶级捕食者,处于食物链的顶端,因此会通过摄食受污染的猎物而积累高浓度的污染物。这一过程被称为生物累积。
更为严峻的是,随着营养级的升高,这些污染物在生物体内的浓度不断增加,形成所谓的生物放大效应。海豚体内的污染物浓度往往显著高于低营养级的生物。例如,研究发现,某些海豚体内的PCBs和DDT浓度甚至超过了其猎物体内浓度的数倍。这种生物放大效应使得海豚成为了污染物的“终极聚集地”,它们体内的污染物浓度成为了评估海洋污染状况的重要指标。
不同物种和种群中DDT、DDD和DDE的个体浓度,https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935125002968#bib19
母体转移:污染物的“代际传递”
雌性海豚在生育和哺乳过程中,会将部分污染物转移给后代。这一过程被称为母体转移。幼年海豚在生命早期就可能通过母乳摄取到较高浓度的污染物,这不仅影响它们的健康发育,还可能对整个种群的繁衍产生潜在威胁。
研究发现,一些幼年海豚体内的污染物浓度甚至接近成年海豚的水平。这表明母体转移在海豚体内污染物积累过程中扮演了重要角色。母体转移使得污染物的影响跨越了代际界限,对海豚种群的长期生存能力构成了挑战。
年龄和性别差异:污染物积累的“个体密码”
研究发现,成年雄性海豚体内的PCBs和DDT浓度往往显著高于成年雌性和幼年海豚。这种差异不仅与海豚的生理特征有关,还与它们的行为习性和生态位有关。成年雄性海豚可能更倾向于捕食高营养级的猎物,从而增加了污染物的摄取量。
成年海豚通常比幼年海豚积累更多的污染物,因为它们有更长的时间来摄取和积累污染物,位于菲利浦港湾中的瓶鼻海豚,成年雌性的Σ9PCB浓度范围在6980-164000 ng/g lw;成年雄性的Σ9PCB浓度为393000 ng/g lw;幼年的Σ9PCB浓度范围在48600-103000 ng/g lw。此外,雄性海豚通常比雌性海豚积累更多的污染物,位于吉普斯兰湖泊的澳大利亚瓶鼻海豚,成年雌性的Σ9PCB浓度中位数为4830 ng/g lw,范围在326-5300 ng/g lw;成年雄性的Σ9PCB浓度中位数为11500 ng/g lw,范围在3500-15200 ng/g lw,雌性可以通过生育和哺乳将部分污染物转移给后代,因此体内污染物较低。中的这些年龄和性别差异在污染物积累过程中形成了独特的“个体密码”。[注:在文章中,“Σ9PCB”指的是9种特定多氯联苯(PCBs)同系物的总浓度。具体来说,“Σ9PCB”是将9种PCBs同系物(PCB-52、PCB-101、PCB-105、PCB-118、PCB-138、PCB-153、PCB-156、PCB-180和PCB-209)的浓度相加得到的总浓度。这个指标用于评估海豚体内PCBs的总体污染水平。]
吉普斯兰湖泊Burrunan海豚体内PCBs和DDTs的浓度箱线图,按年龄和性别分类,比较不同年龄和性别组之间的污染物浓度差异,https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935125002968#bib19
三、后果:健康的危机与生态的连锁反应
免疫抑制:海豚的“隐形杀手”
高浓度的PCBs和DDT可能导致海豚的免疫系统受到抑制,增加感染和疾病的风险。受污染严重的海豚更容易患上皮肤病、呼吸道感染等疾病,且病情更为严重。免疫抑制的基本机制为直接毒性作用造成的免疫细胞和器官受损,PCBs和DDT等污染一方面在海豚体内代谢生成大量活性氧,致使海豚抗氧化系统失衡;另一方面干扰内分泌系统,进而影响免疫调节。
免疫抑制使得海豚在面对海洋环境中的各种病原体时,失去了有效的防御能力。例如,一些受污染严重的海豚在感染皮肤病后,病情迅速恶化,皮肤出现大面积溃烂,最终导致全身性感染和死亡。这种免疫抑制不仅影响个体的生存,还可能通过种群传播,引发更大范围的健康危机。
内分泌干扰:繁殖的“隐忧”
这些污染物干扰海豚的内分泌系统,影响其生殖和发育。研究发现,部分海豚个体的污染物浓度超过了生殖损害的阈值,可能导致繁殖成功率下降。
内分泌干扰使得海豚的生殖激素分泌失调,影响卵巢和睾丸的正常功能。这不仅可能导致受孕率下降,还可能影响胎儿的正常发育。例如,一些受污染严重的海豚胚胎在发育过程中出现畸形,导致流产或出生后不久死亡。这种生殖问题对海豚种群的繁衍构成了严重威胁。
种群健康风险:搁浅与死亡的“阴影”
超过40%的澳大利亚瓶鼻海豚体内的PCBs浓度超过了甲状腺激素影响的健康阈值,部分个体的污染物浓度甚至达到了全球重污染地区的水平。这种高浓度的污染物对海豚的健康和生存构成了严重威胁,增加了搁浅和死亡的风险。
研究发现,受污染严重的海豚在行为和生理上表现出异常,如迷失方向、游泳能力下降等,这些异常行为最终可能导致搁浅。搁浅后的海豚往往因体力耗尽、感染或其他并发症而死亡。这种现象不仅对海豚种群的数量造成直接影响,还可能对整个海洋生态系统的平衡产生连锁反应。
生态系统影响:食物链的“多米诺效应”
海豚作为海洋生态系统中的顶级捕食者,其健康状况反映了整个生态系统的健康水平。高浓度的污染物不仅影响海豚本身,还可能通过食物链影响其他海洋生物的健康和种群稳定性。
污染物通过食物链的传递和累积,可能对整个海洋生态系统产生多米诺效应。受污染的鱼类可能影响其捕食者的健康,进而影响整个食物链的结构和功能。这种连锁反应可能导致海洋生态系统的生物多样性下降,生态平衡被打破。
一群宽吻海豚(Tursiops truncatus)。©摄影:王敏幹(John MK Wong) | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)【图文无关】
四、应对策略与未来展望:守护海洋生态的希望
面对海豚体内污染物积累的严峻形势,我们需要采取积极的应对策略。首先,加强污染物监测和研究,建立长期的海洋生态系统监测网络,实时跟踪污染物的动态变化,为科学决策提供依据。其次,减少污染物排放,严格监管工业和农业活动,推广环保技术和替代品,从源头上减少污染物的产生和排放。再次,保护海洋生态系统,加强海洋保护区建设,恢复和保护海洋生态系统的完整性和稳定性,为海洋生物提供健康的生存环境。最后,提高公众意识,通过教育和宣传活动,提高公众对海洋污染问题的认识,促进公众参与海洋保护行动。
未来,随着科技的不断进步和环保意识的日益增强,我们有理由相信,通过全球范围内的共同努力,我们能够有效应对海洋污染问题,为海豚等海洋生物创造一个更加清洁、健康的家园。这不仅关乎海豚的生存,也关乎整个地球生态系统的平衡与可持续发展。让我们携手共进,为守护海洋生态的希望而努力!
【思考题】学而时习之
1)尽管PCBs和DDT在澳大利亚分别于1975年和1987年被禁止使用,但它们为何仍然在海豚体内被检测到,且某些个体的污染物浓度甚至达到了全球重污染地区的水平?
2)这些污染物对布鲁南海豚的健康和种群数量可能造成哪些具体影响?
3)考虑到这些遗留污染物的持续威胁,澳大利亚政府和相关机构应该采取哪些措施来保护这些濒危海豚及其栖息地?
4)这些高浓度的PCBs和DDT对布鲁南海豚的健康和种群数量可能造成哪些具体影响,如免疫抑制、内分泌干扰、生殖毒性等?
海洋与湿地
全球环境治理·前沿
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作者 | 王茜
审核 | Samantha
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关于作者
王茜,目前就读于吉林大学,外交学专业大三学生,对全球治理体系中的气候变化与能源转型问题有着深入的关注和浓厚的兴趣,未来希望投身于环境政策等领域的研究,为应对全球性挑战贡献自己的力量。中国生物多样性保护与绿色发展基金会国际部、“海洋与湿地”(OceanWetlands)志愿者。
引
用
本
文
王茜. 禁令难止遗毒!澳大利亚海豚深陷“化学阴霾”. 海洋与湿地. 2025-03-26
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斑海豹©摄影:王敏幹(John MK Wong) | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)
【参考资料】:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935125002968#bib19
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723070663
https://www.sydneytoday.com/content-1023501050084009
https://www.schinafish.cn/article/id/a5ce0534-5438-4601-b61b-6ebd2b5352c6?viewType=HTML
海洋与湿地·小百科
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来源:中国绿发会