深海海溝發(fā)現(xiàn)環(huán)境毒素多氯聯(lián)苯

多氯聯(lián)苯（PCB）是聚氯化聯(lián)苯的縮寫，涵蓋209種不同的物質(zhì)。它們于20世紀(jì)30年代引入，主要用于建筑材料和技術(shù)部件，但現(xiàn)在在大多數(shù)國(guó)家被禁止，并被歸類為一種高度持久的環(huán)境毒素。多氯聯(lián)苯可致癌并對(duì)生殖造成危害。盡管20世紀(jì)70年代世界多氯聯(lián)苯的產(chǎn)量大幅下降，但這些物質(zhì)仍然對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅。

斯德哥爾摩大學(xué)環(huán)境科學(xué)系的Anna Sobek教授和南丹麥大學(xué)丹麥哈達(dá)爾研究中心主任Ronnie N.Glud教授領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究，于近日在《自然通訊》上發(fā)表了一篇相關(guān)研究論文。該論文指出，自20世紀(jì)70年代以來，多氯聯(lián)苯在大多數(shù)國(guó)家都被禁止，但這并不意味著它已經(jīng)不復(fù)存在。在深海海溝探險(xiǎn)期間，研究小組取回了沉積物巖心，并對(duì)其進(jìn)行了分析，以確定海溝中五個(gè)不同位置的多氯聯(lián)苯。所有分析的表層沉積物樣本都含有多氯聯(lián)苯。研究報(bào)告稱，他們?cè)谔窖蟀⑺R海溝底部發(fā)現(xiàn)了多氯聯(lián)苯。

來自阿塔卡馬海溝底部的環(huán)境毒素多氯聯(lián)苯樣本是用這個(gè)“多芯采樣器”采集的，這里顯示的是它帶著樣本向上移動(dòng)的過程。圖片來源：Anni Glud/SDU

埋藏在深海沉積物中的多氯聯(lián)苯(PCB)等持久性有機(jī)污染物(POP)占其歷史排放量的60%。然而，關(guān)于它們?cè)谏詈Ｖ谐霈F(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)很少。因此，對(duì)深海持久性有機(jī)污染物匯的估計(jì)是不確定的。代表海洋最深處的深淵海溝是有機(jī)碳埋藏和分解的熱點(diǎn)。持久性有機(jī)污染物有利于有機(jī)碳的分配，使溝渠可能成為污染物的重要匯集地。該研究表明多氯聯(lián)苯出現(xiàn)在阿塔卡馬海溝的超深淵(7720–8085m)和非超深淵(2560–4050m)沉積物中。歸一化為沉積物干重的多氯聯(lián)苯濃度在不同地點(diǎn)相似，而歸一化為沉積物有機(jī)碳的多氯聯(lián)苯濃度則隨著沉積物的惰性有機(jī)碳部分在退化的深淵沉積物中增加而呈指數(shù)增加。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，深淵海溝中獨(dú)特的沉積動(dòng)力學(xué)和有機(jī)碳的高周轉(zhuǎn)增加了地球最深處的持久性有機(jī)污染物濃度。

人造持久性有機(jī)污染物(POP)在地球上隨處可見，包括深海。這些有害物質(zhì)具有使其在環(huán)境中持久存在并進(jìn)行遠(yuǎn)距離遷移的物理化學(xué)特性。因此，持久性有機(jī)污染物有可能危害遠(yuǎn)離其來源的海洋生物，并且在其使用被禁止和初級(jí)排放停止后仍，其影響仍會(huì)持續(xù)很久。工業(yè)化學(xué)品多氯聯(lián)苯(PCB)在20世紀(jì)70年代中期被禁止后，全球排放量大幅減少。然而，最近證明多氯聯(lián)苯在使用和排放量達(dá)到峰值后將近50年，依然威脅到世界上超過50%的虎鯨種群的繁殖和生存能力。眾所周知，多氯聯(lián)苯會(huì)對(duì)人類和動(dòng)物造成嚴(yán)重的健康影響。它們會(huì)損害生殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)并且具有致癌性（《斯德哥爾摩公約》）。多氯聯(lián)苯會(huì)在生物體內(nèi)累積，因此可能會(huì)在處于食物網(wǎng)頂端的消費(fèi)者（包括人類）體內(nèi)達(dá)到有害濃度。

多氯聯(lián)苯在從水中分離到浮游植物時(shí)濃縮了約100萬倍。生物泵有助于將吸附到顆粒上的持久性有機(jī)污染物從海洋表面垂直輸出到深水層，并最終輸出到海底沉積物。北冰洋水柱中持久性有機(jī)污染物的垂直剖面顯示，由于下沉顆粒的運(yùn)輸以及北極深水層的長(zhǎng)停留時(shí)間，其濃度隨深度增加而增加。其他在大西洋和印度洋進(jìn)行的深入3000米深度的研究得出結(jié)論，洋流可以在將持久性有機(jī)污染物輸送到更深的水層方面發(fā)揮重要作用。深海被認(rèn)為是持久性有機(jī)污染物的重要匯集地。然而，這些評(píng)估是基于非常有限的深海測(cè)量，幾乎沒有任何關(guān)于海洋最深處沉積物中持久性有機(jī)污染物存在的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

這些探險(xiǎn)有助于消除深海海溝不受表面發(fā)生的事情影響的神話，并深入了解了海洋最深處令人驚訝的豐富、活躍和多樣的生命。研究還表明，深海海溝積累了大量的有機(jī)物質(zhì)，有助于海洋吸收通過化石燃料燃燒釋放到大氣中的碳。Ronnie N.Glud表示，阿塔卡馬海溝樣本中多氯聯(lián)苯的濃度并不高得驚人。他指出，在波羅的海、北海和東京灣等地發(fā)現(xiàn)了更高的濃度。在波羅的海測(cè)得的濃度高出了300-1500倍。

參考文獻(xiàn)：

1.Citation: Organic matter degradation causes enrichment of organic pollutants in hadal sediments, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-37718-z
2.https://phys.org/news/2023-04-environmental-toxin-pcb-deep-sea.html

編譯：Daisy

審核：Sara

編輯：Tommy