[第八屆鯨類生態與保育研討會]

鯨豚動物－海洋環境汞污染的紀錄器

作者：陳孟仙　(國立中山大學海洋資源系教授)

　　一次又一次經由媒體所報導的鯨豚擱淺救援行動，總是牽動著我們的情緒，希望這些迷航的動物能夠順利返回大海。阿通伯是在台灣鯨豚擱淺救援活動中少數成功的例子；大多數擱淺的鯨豚，一旦擱淺往往是無法返回大海的故鄉。為什麼這些海中的鯨靈要來到寶島台灣，牠們想傳遞什麼海的訊息呢？

　　來自大海的鯨豚為什麼會擱淺呢？科學家們的說法有很多，有人說是地球磁場改變了，擾亂了鯨豚的定位系統，使之失去方向感而游向陸地擱淺；有人認為是地震、海嘯或風暴等氣候因素，使牠們受驚或受傷而迷航；有些擱淺則緣自鯨豚族群的社群行為，如領航的鯨豚因疾病或受傷，身體孱弱而擱淺，以致其他同伴一湧而上同赴死亡陷阱，或者是仔鯨豚，體力欠佳，母鯨豚為盡保護的天職也一同擱淺；另外，鯨豚受到如病毒、細菌、寄生蟲等外來病菌侵害，傷及腦部的神經系統或感染疾病，身體虛弱而失去辨認方向的能力而擱淺；更有些是因為某些地區特殊的海底地形，形成鯨豚特別容易擱淺的陷阱；然而人類所製造的海洋環境污染，如赤潮、漏油、垃圾及流失的流刺網網片也經常是鯨豚動物無情的殺手。

　　近年來海洋科學家們就認為公海上的廢棄流刺網及不斷注入的污染物質是加速海洋哺乳類死亡的原因。因此，科學家們便嘗試經由鯨豚動物的研究找尋可能的答案。地中海地區的研究學者便發現，當海洋環境品質惡化時，海域中鯨豚體內所蓄積的有毒物質，如汞及鎘會明顯升高，其種類數亦會減少，比如柯氏喙鯨在最近10年內便在地中海銷聲匿跡。另外，種類組成也發生改變，原本優勢的真海豚及瓶鼻海豚，為條紋海豚所取代；同時每年鯨豚的擱淺數，亦呈現逐年增加的趨勢，由1970年代的6件暴增至1988年以後每年有50件左右，而且優勢的條紋海豚及瓶鼻海豚的擱淺數量也同步逐年增加。同時，該海域鯨豚的族群量亦日益減少。由此可見，經由鯨豚動物的研究，能夠提供我們許多海洋環境品質的訊息。

　　毒性物質如汞，存在於大氣及海洋的濃度是極其微量（一般估計海水中的汞濃度很低，只有1~4 ng/L）左右，因此世界上只有少數幾個實驗室具有直接分析海水中汞濃度的能力。於是人類經由煉金、鹼氯工業、電池製造、使用殺蟲劑、染劑、石化燃料的燃燒、燃煤等活動大量產生的汞廢棄物及污水，不斷地排入海水中，卻因海水龐大的稀釋能力，以及高度易揮發的特性，使得海水中汞濃度些微的變化幾乎無法偵測得到。但是，這些極微量的汞會經由細菌及藻類的消化吸收作用轉化成有機汞儲存於體內，再經由食物鏈的效應，進入更高階的消費者，層層累積的結果，使得海洋中的頂端消費者，如鯊魚、鮪魚體內皆存在較高的汞濃度；而海洋哺乳動物中的齒鯨類的營養階層又有時在這些海洋動物之上，壽命亦更長，無形中便記錄了其棲息海洋環境中的汞污染情形。因此，藉由分析檢驗擱淺鯨豚屍體中的毒性物質含量，讓我們得以了解汞這一類極微量有毒污染物在海洋環境的變化情況。

　　地中海地區的科學家便率先發現，在不同年代擱淺之條紋海豚、瓶鼻海豚及真海豚的肌肉、肝臟及腎臟中，鎘及汞濃度明顯地增加百倍，甚至千倍以上。其中條紋海豚和瓶鼻海豚的肝臟中更記錄到汞蓄積濃度高達1100及3289（mg/kg 濕重）的世界紀錄。相似的例子，亦在香港海域擱淺的中華白海豚中發現，其肝臟中最高的含汞量達272（mg/kg 濕重）。

　　由於鯨豚動物是海洋生態系中的頂端消費者，當人類將海洋當作各種廢棄物的最終去處時，這些污染物質便經由水體、空氣及其攝食的海洋生物等路徑被鯨豚動物所吸收。由於鯨豚動物的皮膚不具通透性，因此污染物藉由皮膚接觸海水而進入體內的機會很小。所以鯨豚體內蓄積的汞，主要來自其所呼吸的空氣及攝食的食物。其中空氣中的汞又多為無機汞，較易被代謝排出，而食物中卻存有不易代謝排出的有機汞，因此，由消化道吸收為汞在鯨豚體內蓄積的最主要路徑。鯨豚動物的食餌包括了浮游生物、烏賊、蝦子、底棲魚類及燈籠魚類等等各式各樣的海洋生物。一般的重金屬元素在食餌與掠食者間的轉換率（即所謂的生物蓄積係數, Bioaccumulation Fator），經常是小於1，也就是說掠食者體內所積存的金屬濃度遠低於其餌料生物。然而，汞、鎘、鉛及砷等不具生物生理機能的有毒金屬元素卻不是如此。其中，汞之生物蓄積係數更高達10∼20，原因是自然界中不同型態的汞除了無機汞較易被代謝排出外，金屬汞一旦經消化道的微生物甲基化作用而轉化成有機汞時，便恆存在生物圈中，使得食物鏈愈長，汞的累積濃度也就愈高，同時生物體內汞含量亦與暴露時間成正比，因此位在高營養階層及長壽命的鯨豚動物便成了海洋生物中蓄積汞濃度最高的生物，記錄了海洋環境中10至30年的汞污染歷史。

　　台灣的鯨豚能否提供我們海域中汞污染的訊息呢？根據本研究室初步分析檢測1994至1995年間在花蓮誤補查扣的鯨豚標本79件，發現瓶鼻海豚和熱帶點斑原海豚肝臟中所含汞濃度的最高值分別達309和240（mg/kg濕重），測值與太平洋東岸的熱帶點斑原海豚及香港的中華白海豚相近，但較地中海的瓶鼻海豚為低，僅為其測值的十分之一。再比較擱淺數與不同種鯨豚肌肉中蓄積的汞濃度，可見具近岸洄游習性的熱帶點斑原海豚及瑞氏海豚的肌肉中所含汞濃度皆較其他鯨豚種類為高，同時牠們也是近年來擱淺數明顯增加的海豚種類。此外，肝臟中汞含量最高的瓶鼻海豚，亦是1990年至2000年間擱淺總次數最高的海豚。雖然這些片段的資料，尚不足以斷定鯨豚擱淺與海洋環境汞污染間的直接關係，但是我們卻又很難完全否定海豚肝臟中高濃度的汞含量對其健康的影響。對哺乳動物而言，汞的毒性包括破壞神經系統、降低身體免疫力，甚至使胎兒發育不全。因此，環境中低劑量的汞污染並不會對其造成立即死亡的危害，反而是慢慢一點一滴長期的影響，當可見的慢毒性反應發生時，以時間尺度觀之，可能是10年或許更久才會出現。因此我們有必要組織一個研究團隊以流行病學一般的研究精神，持之以恆地追蹤探討並解讀不幸擱淺的鯨豚所攜帶許多大海的訊息，以了解海洋及我們生息地球的環境品質。

參考文獻：

1. 周蓮香(1998)。台灣海域賞鯨豚生態旅遊潛力調查與研究。交通部觀光局，台灣大學動物學系，台灣，台北，149頁。

2. 馬克.卡沃達(1997)。鯨與海豚圖鑑。貓頭鷹出版社，台灣，台北，270頁。

3. Geraci, J. R., Harwood and V. J. Lounsbury (1999). Marine Mammal Die-offs: Causes, Investigation, and Issues. In: Conservation and Management of Marine Mammals(J. R. Twiss Jr. & R. R. Reeves eds.). Smithsonian Institution Press, Washington London. 367~395pp.

4. Leonzio, C., S. Focardi and C. Fossi (1992). Heavy metals and selenium in stranded dolphins of the Northern Tyrrhenian (NW Mediterranean). Sci. Total Environ. 119: 77~84.

5. Viale, D. (1994). Cetaceans as indicators of a progressive
degradation of Mediterranean water quality. Intern. J. Environ. Studies 45: 183~198.

6. Forstner, U. and G. T. W. Wittmann(1983). Metal pollution in the aquatic environment. (2nd ed.) Springer-Verlag, Berlin, New York, Tokyo. 486pp.

7. Parsons, E. C. M. (1998). Trace metal pollution in Hong Kong: Implications for the health of Hong Kong's Indo-Pacific hump-backed dolphins (Sousa chinensis). Sci. Total Environ. 214: 175~184.

8. Andre, J. M., F. Ribeyre and A. Boudou (1990). Mercury contamination levels and distribution in tissues and organs of Delphinids (Stenella attenuata) from the Eastern Tropical Pacific, in relation to biological and ecological factors. Mar. Environ. Res. 30: 43~72.

本文摘錄自[第八屆鯨類生態與保育研討會]

全文詳見：http://news.ngo.org.tw/issue/thesis/issue-thesis01030201.htm