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被低估的無形污染 化學物質對海洋與人類造成怎樣的危害?

2023年05月16日
轉載自中外對話;文:Emma Bryce(自由撰稿人,關注環境、自然保護和氣候變遷相關的議題)
化學污染物透過多種方式進入海洋,但人們卻沒有充分瞭解其影響。 圖片來源:Scott London / Alamy
化學污染物透過多種方式進入海洋,但人們卻沒有充分瞭解其影響。 圖片來源:Scott London / Alamy

在加州冰冷陰暗的海底,一種禁用化學物質正從成千上萬個桶子中滲出。 早在上世紀40年代,第一批化學物質就被當作垃圾丟棄在海岸邊。 今年3月,研究人員發現這種名為DDT的化學物質幾乎沒有分解,毒性和80年前一模一樣。

DDT(雙對氯苯基三氯乙烷)是一種在農業中曾經被廣泛使用的殺蟲劑。 出於對野生動物和人類健康影響的擔憂,美國在1972年禁用DDT,到2001年DDT已在全球禁用。 不過,其牢固的化學鍵可以抵抗降解幾十年。

研究人員現在擔心,疏浚或風暴可能會導致洛杉磯海岸附近這片被污染的海底釋放有毒羽流,威脅海洋生物及其食物鏈上游物種。

當談到海洋污染時,塑膠往往更引人注意,而化學污染卻相對較少受到關注。 REV Ocean是一家致力於解決海洋問題的非營利研究機構,該機構科學主任、牛津大學海洋生態學家羅傑斯(Alex Rogers)表示:「這是一個重要威脅,我們可能一直低估了。」這個問題可能遠比海底廢桶中的DDT這類的遺留污染物威脅更大。今天,製造業中廣泛使用的合成化學物大約有350萬種,它們與我們的日常生活密不可分,涉及藥品、化妝品、清潔產品、電器、紡織品、傢俱和其他產品等多個方面。現在,95%的製成品都含有某種合成化學物質。

它們的多樣應用徹底改變了我們的生活,但也可能危及海洋生物甚至整個生態系統。 這些物質透過各種途徑到達海洋,比如下水道中的洗碗液,油輪在海上傾倒的含油廢水,甚至是含有化學物質的衛生紙,它們的存在和潛在影響都是深遠的。如今,人們已經在遙遠的北極和深海海溝中發現了合成化學物質。歐盟的研究表明,75%的東北大西洋、87%的地中海和96%的波羅的海均受到了合成物質和重金屬的污染

羅傑斯表示:「如今,我們正在生產出越來越多這類化學物質。 」如果把製藥業包括在內,化學工業將成為全球第二大製造業。隨著化工行業不斷推出新的品種,科學家、活動家和政策制定者越來越迫切地發出質疑:這些化學物質到底對海洋和我們造成了什麼影響?

缺乏數據

其實,大多數化學污染物對海洋生物的影響到底如何,我們依舊知之甚少。 令人難以置信的多樣性、複雜的構成和多變的特性阻礙了人們對它們的理解。 如今,消費品越來越複雜,這意味著製造單個產品通常會使用數十種合成化學物質,使得其對海洋影響更難以明確。

2021年的一項分析顯示,在大約13萬項關於合成材料生態影響的研究中,只有65種化學物質佔據了文獻的主導地位。 此外,全球生產的35萬種化學品中,有12萬種沒有公開資訊。《經濟學人》和日本財團(Nippon Foundation)的聯合倡議「回歸藍色」( Back to Blue)在2022年的一份報告中,首次嘗試描述全球海洋化學污染的規模,並提到了這些數據缺口。「我們意識到不是我們遺漏了數據,而是壓根就沒有數據。」報告合著者、回歸藍色計畫負責人布朗(Jessica Brown)說:「去年6月,我們參加了聯合國海洋大會。 真正讓我們震驚的一件事是,除了塑膠,很少有人談論其他任何類型的污染。」

我們對化學污染所知甚少,這表明它的威脅比我們意識到的要大得多。 持久性有機污染物尤為需要關注。 所謂「持久性有機污染物」(persistent organic pollutants ,簡稱POPs)涵蓋多種化學品,包括DDT和多氯聯苯(polychlorinated biphenyls ,簡稱PCBs),後者是一組在電氣設備中用作潤滑劑和冷卻劑的化合物。 像DDT一樣,PCBs在大多數國家也受到管制。 但問題是,這些化學物質和所有其他POPs一樣,有兩個共同特徵:具備持久性和在脂肪組織中逐步積累。

在海洋中,它們在食物鏈中穩步「生物放大」。 羅傑斯解釋說:「許多大型掠食者都很長壽,所以當它們不斷以被污染的獵物為食時,會在自己的體內積累越來越多的有毒化合物。」 這些化學物質與癌症、生殖和其他疾病有關。 在歐洲虎鯨和寬吻海豚的鯨脂中,多氯聯苯已經累積到了很高的水準,導致許多動物無法繁殖,種群面臨瀕臨滅絕的威脅。

合成化學物質沿著食物鏈向上移動,集中在頂級捕食者的體內。 圖片來源:Alamy

合成化學物質沿著食物鏈向上移動,集中在頂級捕食者的體內。圖片來源:Alamy

根據《斯德哥爾摩公約》(Stockholm Convention),數十種持久性有機污染物現已被禁用。 但是它們的持久性意味著即使像多氯聯苯和DDT這樣長期被禁止的化學物質仍然以「令人擔憂的水準」在流轉,伍茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的海洋毒理學家斯蒂格曼(John Stegeman)說。 全氟和多氟烷基物質(PFAS)等其他持久性有機污染物也存在同樣的問題。 一些PFAS在2019年才被《公約》禁止。「所以像多氯聯苯一樣,它們將會存在很長、很長一段時間。」斯蒂格曼說。

透過搭乘高浮力的塑膠廢物筏,持久性有機污染物現在已經到達了海洋的邊邊角角。 與此同時,每年湧入海洋的1400萬噸塑膠本身也可能演變成一個重要的化學污染源。 英國、德國聯合慈善機構CHEM Trust致力於更好的化學品監管,該機構科學負責人雷內克(Ninja Reineke)表示:「我們一直在研究工業化學污染,許多人已經研究了20多年。 然後在某個階段,塑膠污染成了熱門話題。 但我們多年來一直關注的許多東西實際上是塑膠添加劑。 」這些物質包括PFAS、鄰苯二甲酸鹽(增塑劑)和雙酚A(BPA) 。 它們被注入塑膠中,使塑膠防水、柔韌和透明。 這些化學品屬於內分泌干擾物,已被發現會影響軟體動物、甲殼動物、昆蟲、魚類和兩棲動物的繁殖,以及甲殼動物和兩棲動物的發育。 當海洋塑膠降解時,它們會從塑膠中滲出。「有很多東西我們還不知道,但總的來說,塑膠也是一個化學污染的問題。」斯蒂格曼補充說。

關於海洋化學污染物的數據通常僅限於某些化學品對某些物種的影響。 它們對於生態系統範圍的威脅通常都是未知的。 不過,合成氮肥算是一個例外。 當這些富含營養的化學混合物從農田被沖入大海時,會引發藻華(藻類大量繁殖),消耗掉水體中的大部分氧氣,扼殺海洋生物。 這導致了魚類、海豚和海豹的死亡,在它們身後留下了死區——有些死區面積很大,甚至從太空都能看到。 由密西西比河帶來的污染造成墨西哥灣反覆出現的死區,覆蓋了大約1萬平方公里。 據估算,這每年給美國漁業和旅遊業帶來的損失可能高達8200萬美元。 此外,一些藻類會釋放出副產品,如蛤蚌毒素,這是一種潛在的強大神經毒素。

人類健康

這觸及了一個巨大的未知領域:所有這些流入海洋的化學污染物對人類健康的影響。 全球估測,包括化學品在內的一般污染在2019年導致多達900萬人過早死亡。 海洋污染主要通過海鮮進入我們的身體。 正如斯蒂格曼指出的,大約30億人依靠海洋物種獲取蛋白質。

一張衛星圖片顯示了由密西西比河向墨西哥灣排放氮肥的地方出現的藻華。 圖片來源:Phil Degginger / Alamy

一張衛星圖片顯示了由密西西比河向墨西哥灣排放氮肥的地方出現的藻華。 圖片來源:Phil Degginger / Alamy

根據最近一份關於塑膠對健康影響的重要報告,海鮮中可能含有藻華產生的毒素,以及潛在的塑膠相關化學物質。 食用魚體內積累的汞和多氯聯苯也有風險。 最近的一篇文獻回顧發現,這些化學物質可能導致胎兒發育問題、成人心血管疾病和失智症。 斯蒂格曼與人合著的這篇綜述探討了海洋污染加劇與人類健康之間的聯繫。 研究還發現,燃煤是海洋中汞污染的一個主要來源,因為風將污染物帶到了海上。 如果我們吸入懸浮在浪花中的微粒,污染甚至會進入我們的身體。 「這不僅事關海洋,也事關我們自己,因為我們也暴露於這個風險中。」羅傑斯說。

問題沒有減輕的跡象。 聯合國2019年全球化學展望(2019 Global Chemical Outlook)估計,到2030年合成化學品的銷售額可能會翻一倍。 羅傑斯認為,無節制的生產正在助長越來越多不必要的使用。 他記得有一次在沐浴露的成分表中看到了二苯甲酮。 這是一種防曬霜中的常見化學物質,能夠防止有色凝膠在陽光下失去顏色,但也會導致海洋中的珊瑚幼苗死亡。「對我來說,這種對潛在有害化學物質的利用完全沒有必要。」

科學家們還擔心海洋中混合的數千種揮發性化學物質產生雞尾酒效應,以及它們在變暖和酸化的海洋中會如何反應。「科學界必須認真對待這個問題,以了解潛在危害的程度。」斯蒂格曼說。 與此同時,合成化學物質生產正在向環境監管較少的國家轉移,增加了污染進入海洋的可能性。

2022年的一項研究認為,化學生產規模其實已經超過了地球的安全閾值。「這些污染物在環境中出現的速度遠遠超過了政府評估風險的能力,更不用說控制潛在的問題了。」報告作者寫道

這些藻華在墨西哥灣形成了一個反覆出現的死區,每年給美國帶來數以千萬美元計的旅遊和漁業損失。 圖片來源: Alamy

這些藻華在墨西哥灣形成了一個反覆出現的死區,每年給美國帶來數以千萬美元計的旅遊和漁業損失。 圖片來源: Alamy

誰來負責?

監管有助於遏制污染物蔓延嗎? 目前,全球化學污染的各個方面由各種自願倡議、協定、國家和州法律以及條約所涵蓋。 《巴塞爾公約》、《鹿特丹公約》和《斯德哥爾摩公約》分別控制危險廢物的傾倒和貿易,以及某些化學物質的生產。 除此之外,歐盟的《化學品註冊、評估、授權和限制法規》(Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals,簡稱REACH法規)明確將在使用前檢查其安全性的責任放在了化學公司身上,而不是在這些化學品被釋放到環境後, 研究人員和政府手忙腳亂地進行損害控制。

「REACH達成時,人們有一種感覺,認為(化學品生產)正在失去控制。」雷內克說:「我們對化學品的用途,甚至特性瞭解得還不夠多,當局也沒辦法一直盯著這些。」CHEM Trust一直在建議修改歐洲法律,增加對內分泌化學干擾物的控制。 他們還推動對具有相似特性的物質進行系統的分組管理,而不是一個一個地禁止。 逐個禁止是一個緩慢的過程,可能會導致「令人遺憾的替代」,即一種被禁止的物質只是被一種化學性質相似的版本所替代——用雷內克的話說就是「才脫龍潭又入虎穴」。

另一個潛在的監管亮點是目前正在通過聯合國談判的《全球塑膠條約》。 當各國在5月份就最終條約的下一階段內容舉行會談時,減少塑膠製造中的有害添加劑和化學物質將成為一個可能的議程。可喜的是,這項具有法律約束力的條約可能會從全生命週期的角度來考察塑膠及其環境影響。

但立法改革相對緩慢的步伐意味著,自上而下的監管所能實現的目標可能是有限的。 馬薩諸塞大學洛厄爾永續生產中心(University of Massachusetts Lowell Centre for Sustainable Production)教授蒂克納(Joel Tickner)說:「我們正在研究的許多化學物質都是在40到50年前設計的,當時健康、安全和環境並不在考慮中。」他解釋說,改變這種狀況需要化學品製造方式的根本性轉變,以及創新來創造尚不存在的替代品。

在這方面,工業可以發揮作用,擺脫有毒化學物質的束縛。 例如,蒂克納成立了綠色化學和商業委員會(Green Chemistry & Commerce Council),這是一個由100多家企業組成的網絡,致力於開發在環境中分解的化學物質。 其實根據他的說法,許多化學品已經有了更安全的替代品;他們只需要進入市場的管道。「再生能源市場需要補貼。 我們也將不得不為(綠色化學的)轉變提供資助。」

遏制海洋化學污染是一個重大問題,最終可能需要政府、行業和消費者合作。 與此同時,這些廢桶中的DDT將繼續滲入加州海底,警示如果不採取行動,等待我們的將是什麼。「淘汰的那些對海洋生態系統造成長期損害的東西,讓人們賺了很多錢。 其中一些化學物質實際上會導致滅絕風險。」羅傑斯說,「所以,這裡面有道德層面的問題。」

※ 本文轉載自中外對話〈危害海洋和人類的無形污染