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有機污染？？ 作者：陳淑貞(蘭嶼中學)、劉莉蓮(國立中山大學海洋生物研究所) 緒言 人類在地球上生存了幾百萬年，一直與大自然保持良好的依存關係，遵循自然法則，循環不已。然而，自綠色革命及工業革命後，人類歷史邁入了另一個全新的紀元；來自工業、農業、家庭等人為活動產生之廢棄物，逐漸影響我們的生存環境及其他生物；海洋 - 這個過去被認為擁有豐富資源及強大包容力的地方，如今早已蔚藍不再，而鯨類，這種較人類更古老的海洋哺乳動物，正遭遇著人類未來將可能面臨的傷害。 從60年代末期起，科學家們開始研究鯨類與海洋污染物之關係，其中以重金屬污染物及有機污染物之研究較多，這些研究探討了污染物質的種類及濃度是否威脅鯨類個體健康、族群數量、甚至物種的存亡？ 至今在鯨類體內所發現的污染物大致可分為三大類，分別是有機污染物、石化污染物、及重金屬污染物。 有機污染物 1967年，Holden首先在港灣鼠海豚及港灣海豹體內發現有機氯的累積，目前，鯨類在有機污染物之研究仍以有機氯最多，並以DDTs（滴滴涕）和PCBs（多氯聯苯）二類化合物為主。這兩類物質均屬有殘效性化合物；殘效性是指在正常環境及用量下，失去藥效的95％所需的時間；無殘效性化合物在自然界可存在一至十二週，普通程度可達18個月，有殘效者則可維持兩年以上。有機氯化合物由於結構穩定，不易被微生物或陽光分解，在自然界的殘效性較其他有機化合物大，像DDT便可在環境中殘留12年之久，於是這類化合物便容易被生物吸收累積。 在亞洲及大洋洲的研究顯示，熱帶地區之DDT和PCB在河口和沿岸的累積濃度顯著高於溫帶及較寒冷地帶。其中亞洲的熱帶地區，有些地方的PCB累積量可達48(g/l；DDT甚至可高達120(g/l ，而超過南北緯三十度地區的PCB及DDT累積量大部分都低於1(g/l （Tanabe et al., 1994）。鯨類在這方面的研究相當多，但大部分仍停留在調查體內累積量的階段，探討對鯨類影響的研究則較少。本省對鯨類有機污染的研究還在起步階段，我們檢測有機錫在鯨肝臟中累積量為1400 ng/g wet wt，在世界上屬中度累積量（見表一）（陳,1998；劉＆董,未發表）。 石化污染物 Varanasi 等人（1993）之研究也發現石油中的芳香族烴類化合物（AHs, aromatic hydrocarbons）會累積在鯨類體內。這些石化污染物會因為船的作業、鑽油、煉油、石化工業、意外漏油等途徑進入海洋，但一般並不將它歸類為有殘效性的污染物（例如有機氯），原因是這類物質不像有機氯具有穩定的化學結構，而大部分魚類及哺乳類均能藉由代謝作用將它們排除體外，但許多海洋無脊椎動物對它們的代謝能力並不好，因此，容易在這些生物體內造成堆積，並透過食物鏈在較高階的生物體內累積。研究發現，一些AHs的代謝產物會對生物產生毒害，例如HAHs -benzo[a]pyrene（簡稱BaP），其代謝產物便會致癌，此外，尚有一些AHs會抑制英國比目魚（Parophrys vetulus）的卵巢成熟，導致產卵成功的機率降低。鯨類在這方面的研究甚少，在英國海域發現港灣鼠海豚的肌肉有PAH（聚芳烴 polycyclic aromatic hydrocarbon），累積量從110至560 (g/g wet wt不等。 重金屬污染物 重金屬污染物的來源較複雜，除了人為產生外，亦可由地殼自然生成。早期鯨類在重金屬方面之研究大多偏重於汞，爾後，隨著各地污染源之不同，鎘、鋅、鉛、錫、鋁、鐵等元素才漸漸被列為研究對象。在太平洋東岸灰鯨和領航鯨的肝臟、腎臟和腦組織中均可檢測到這些重金屬，鎘的累積量有60-17500 ng/g wet wt，鉛、銅、硒等元素也在數百至五萬ng/g wet wt之間(Varanasi et al., 1993)。 污染物進入海洋與海洋生物之途徑：許多污染物是人類在陸地上活動產生的，可以透過大氣和河川進入海洋，最讓人訝異的是有機氯竟然有高達80-99%是由大氣中進入海洋(Clark, 1997)，所以，就連身處南北極的海洋生物也難逃接收的宿命！ 汙染物質進入海洋生物體內之途徑有：1、經由動物之呼吸系統，2、穿過體表層，3、透過食物鏈之傳輸三種方式。許多汙染物質由於生物無法代謝，於是透過食物鏈進入下一個營養階層之生物體內累積，因此，食物鏈的階層越高，體內毒物累積量就越高，此種現象稱為「生物放大作用」。 鯨類在海洋食物鏈中屬營養階層較高者，其體內之毒物絕大部分是生物放大作用造成。此外，污染物也可能經由乳汁直接傳給下一代。Varanasi等人於1993發表的研究指出，從雌的領航鯨之肝臟、腎臟、腦等組織測出砷、銅、鎘、鉛、硒、汞等重金屬元素，其胎兒的組織也檢測出相同的物質。此外，根據Ross等人（2000）的研究發現，太平洋東岸的雌虎鯨體內累積的多氯聯苯在授乳期經由乳汁轉到小虎鯨身上。但是，在有機錫累積上卻沒有這種性別差異的現象(Kim et al., 1996)。 誰最會累積有機污染物？ 當然生活環境越近污染源，生物遭到污染的風險便越高，就像有機錫在鯨類肝臟的累積量，依序由南極的10ng/g wet wt到美國和日本的1000-10000ng/g wet wt (Tanabe, 1999)，在近岸活動的種類也會比近海的累積量大。然而，不論棲地距離陸地之遠近，相較於其他高食物鏈階層的海洋及陸域哺乳動物，鯨類體內之有機污染物累積量是偏高的。Tanabe等人(1988)的研究指出，日本北太平洋地區的虎鯨、條紋海豚、瓜頭鯨和白腰鼠海豚體內PCB濃度介於100-1000(g/g wet wt之間，海獅以及人類則介於1-10(g/g wet wt之間，陸地上的日本長指蝠則低於1(g/g wet wt，狗甚至只有0.1(g/g wet wt的含量，這可能和物種的食性與代謝能力有關，使得污染物累積速率不同。 鯨類體內缺乏分解聯苯類的酵素（PB type enzyme），而該酵素的代謝指數以陸生哺乳動物最高，鳥類次之(Tanabe et al., 1988)。再者，鯨類雖有代謝有機氯化合物之酵素（MC type enzyme），但代謝指數仍然偏低，這或許能說明為何生活在北極的白鯨，其體內多氯聯苯的含量會高於海豹或陸地上生活在離污染源更近的哺乳動物。 這些污染物進入鯨類體內後，會因污染物的性質及各器官組織的代謝能力不同而有不同的累積形式。以港灣鼠海豚為例，研究發現，滴滴涕、多氯聯苯等脂溶性有機物，會大量累積於含油脂量高的組織，如鯨油層、額隆和乳腺最高，肝臟次之；重金屬累積依物質不同而有差異，但大部分是肝臟最高，腎臟次之，其次為肌肉和腦，但鎘的累積則以腎臟最高。 環境污染使海豚擱淺？ 近年來，全世界的海洋哺乳動物有許多大量擱淺死亡的例子，且高度工業化地區的鄰近海岸發生率偏高，探討造成大量死亡的可能原因顯示，大部分的事件皆死於痲疹病毒，也有部份證據顯示這類事件與全球氣候變遷、海豚本身密度過高、海藻繁殖過剩、以及污染等因素有關。然而，汙染物質影響鯨類生理甚而致死有直接證據之研究並不多。在港灣鼠海豚免疫反應檢測的研究中，無法證明此現象與有機氯累積有關(Kuiken et al.,1993)。但另一項研究卻發現，太平洋白腰鼠海豚雄性激素之分泌，會因有機氯的汙染而減少(Subramanian et al.,1987)。 展望 從事有關污染物質與鯨類研究通常只能仰賴擱淺或者漁民的漁具如流刺網、延繩釣等意外捕獲之個體，因此，常會面臨樣本數過小的困境，尤其欲進行病理及醫療研究更是不易。但最近發現血液中聯苯類的濃度，能反應肝臟和鯨油層的累積情形，這在研究方法上是一項重要突破，未來可以直接對活的鯨類個體進行抽血檢驗，這或許能為這方面的研究帶來新的契機。 再者，對海洋哺乳動物之習性做更多的了解亦為當務之急，如此才能更有效地了解污染物對鯨類所造成的影響。例如，在墨西哥灣大量死亡的瓶鼻海豚的鯨油有50(g/g wet wt.的高濃度有機氯，但當地底質之有機氯含量卻非常低，若能進一步了解其遷移形式，對於污染物質之來源，將可獲得更確實的資訊，污染與致病、擱淺和死亡的因果關係才有機會得以釐清。 參考文獻： 陳淑貞 1998熱帶斑海豚與小虎鯨體內有機錫累積之研究 國立中山大學海洋生物研究所碩士論文, 38pp. 劉莉蓮、董正釱 熱帶斑海豚與小虎鯨有機錫氣相層析檢測（未發表）。 Kim, G.B., S. Tanabe, R. Iwakiri, R. Tatsukawa, M. Amano, N. Miyazaki, and H. Tanaka 1996 Accumulation of butyltin compounds in Rissos dolphin (Grampus griseus) from the Pacific coast of Japan: Comparision with organochlorine residue pattern. Encironmental Science and Technology 30:2620-2624. Kuiken, T., P.m.Bennett, C.R. Allchin, J.K. Kirkwood, J.R. Baker, C.H. Lockyer, M.J. Walton, and M.C. Sheldrick 1994 PCBs, cause of death and body condition in harbour porpoises (Phocoena phocoena) from British waters. Aquatic Toxicology 28:13-28. Ross, P.S., G.M. Ellis, M.G. Ikonomou, L.G. Barrett-Lennard, and R.F. Addison 2000 High PCB concentrations in free-ranging Pacific killer whales, Orcinus orca: Effects of age, sex and dietary preference. Marine Pollution Bulletin 40:504-515. Subramanian, A.N., S. Tanabe, R. Tatsukawa, S. Saito, and N. Miyazaki 1987 Reduction in the testosterone levels by PCBs and DDE in Dall's porpoises of northwestern north Pacific. Marine Pollution Bulletin 18:643-646. Tanabe, S. 1999 Butyltin contamination in marine mammals - A review. Marine Pollution Bulletin 39:1-12. Tanabe, S., H. Iwata, and R. Tatsukawa 1994 Global contamination by persistent organochlorines and their ecotoxicological impact on marine mammals. The Science of the Total Environment 154:163-177. Tanabe, S., S. Watanabe, H. Kan, and R. Tatsukawa 1988 Capacity and mode of PCB metabolism in small cetaceans. Marine Mammal Science 4:103-124. Varanasi, U., J.E. Stein, K.L. Tilbury, D.W. Brown, J.P. Meador, M.M. Krahn, and S.L. Chan 1993 Contaminant monitoring for NMFS marine mammal health and stranding response program. Coastal Zone Vol. 3 - Proceedings of the 8th Symposium on Coastal and Ocean Management, New Orleans, Louisiana, 2516-2530. 表一、世界各地鯨類肝臟中有機錫含量之比較 Table 1. The comparison of the organotin concentrations in the livers of cetaceans in the world
BTs: 指butyltins，含MBT, DBT, TBT 本文摘錄自[第八屆鯨類生態與保育研討會] (江瑩青 摘錄) 全文詳見：http://news.ngo.org.tw/issue/thesis/issue-thesis00120801.htm |
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