北极动物体内的汞含量之谜解开了

照片:梭特斯托克

在加拿大的北极地区，科学家们几十年来一直困惑于一个问题:为什么北极西部海洋动物的汞含量高于东部地区？

从沿着洋流漂流的浮游生物到北极熊等大型哺乳动物，整个食物网都呈现出同样的趋势。

这个问题很重要，因为汞是一种引起全世界关注的污染物。生活在地球北部的人们依靠海洋获取食物资源。汞不仅会导致动物的生殖疾病，还会对人体造成严重的精神伤害，并阻碍婴儿的发育。

早期的研究试图通过探索海洋中汞的来源来解释这种差异，但是最新的研究表明，这个谜团的答案就在海洋本身。

打破平衡

在北极地区，海洋哺乳动物是当地土著的传统狩猎对象，也是他们民族文化的重要组成部分，如北极熊、白鲸和海豹。

然而，北极的变暖趋势远远超出了全球变暖的理论预期。赤道地区的高暖空气流在压力梯度力的作用下流向南北两极，由于气候变化和全球工业化本身的影响，南北两极是世界上对变暖最敏感的地区。这个地区的气温上升大约是世界其他地区的两倍。在这种严峻的背景下，人们在北极地区的动物和人类身上发现了高浓度的污染物，尤其是汞。

当地育龄妇女血液中汞含量超过安全限值的现象时有发生。因此，如何保持海洋食物的营养和文化效益，同时降低汞的潜在健康风险，已成为北极人民面临的一大挑战。

来源，还是过程？

先前的研究表明，加拿大北极西部的海洋动物含有更多的汞，因为该地区的汞来源更加多样，包括东亚的大气排放、马更些河等大型流域的河流、海岸侵蚀和永久冻土融化。

然而，问题是几乎所有这些来源的汞都以无机形式存在，如汞蒸气。

然而，当无机汞在微生物的作用下转化为甲基汞时，不仅浮游生物会更快地吸收汞，而且所有水生生物中的甲基汞也会沿着食物网逐步富集，并通过生物放大作用在体内积累。因此，甲基汞通常对食物链顶端的捕食者更有害，如大鱼、鸟类、大型哺乳动物和人类。

因此，十多年来，科学家们一直怀疑先前的理论，即北极海洋动物体内汞含量差异的奥秘在于汞的来源。相反，他们更倾向于另一种可能性:将海洋中的无机汞转化为甲基汞并将其富集的过程。现在，我们终于有了答案。

海洋成分分析

加拿大研究委员会主席和马尼托巴大学教授王飞跃在2015年夏天加入了由北极网领导的北极探险队。

他们在加拿大海岸警卫队的阿蒙森号破冰船上生活了八个星期，分析了从北大西洋的拉布拉多海、加拿大北极群岛、博福特海和加拿大盆地5200公里范围内不同深度采集的海水样本。

结果表明，加拿大北极西部海水样品中的总汞浓度(无机汞+甲基汞)普遍低于加拿大东部。这与在海洋动物中观察到的汞含量趋势相反。

分层的

与此同时，甲基汞的含量显示出一种非常有意义的分布模式:其浓度在海面上最低，在100-300米之间达到最大值，然后随着其到达海底而逐渐降低。

相反，海面下的海洋层富含甲基汞，这在其他海洋中也能找到。但不同的是，北极地区“甲基汞富集层”的深度比其他地区浅得多。

研究人员还发现，在加拿大北极地区的甲基汞富集层中，西部的浓度峰值最高，东部的浓度峰值最低，这与海洋动物的汞含量趋势完全一致。

富集层的深度很重要，因为它位于食物链底部的浮游动物和其他水生生物的栖息地内。因此，这些动物很容易吸收甲基汞，然后在捕食者体内一层一层地积累。

谜团终于解开了:为什么北极西部海洋动物的汞含量高于北极东部？因为其浅层海水中甲基汞的浓度高于东部。

复苏之路还很遥远。

《水俣公约》于2017年8月16日生效。这是一项旨在控制和减少汞排放的全球性条约。水俣病是指因摄入受有机汞污染的海产品而导致的慢性汞中毒。

虽然答案是可以得到的，但这项研究也意味着海洋哺乳动物体内的汞含量需要很长时间才能降低。

蝌蚪工作人员从livescience编译，翻译狗空间司，转载必须授权。