北极动物体内的汞含量之谜解开了

　　图：Shutterstock 

　　在加拿大北极区，有个问题困扰了科学家们数十年：为什么北极西部的海洋动物体内的汞含量会比东部地区的高？

　　从顺着洋流漂流的浮游生物，到像北极熊这样的大型哺乳动物，整面食物网都呈现出了同样的趋势。

　　这个问题之所以重要，是因为汞是全球瞩目的一种污染物。生活在地球靠北地区的人们依赖于海洋获取食物资源，而汞不仅会导致动物罹患生殖疾病，还会对人体造成严重的精神损害，并有碍于婴儿的发育。

　　早期的研究曾试图通过探究海洋中汞的来源，来解释这种差异，但最新的这项研究则表明，谜团的答案在于海洋本身。

　　平衡打破 

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

　　但北极的变暖趋势远超过全球变暖的理论预期。赤道地区的高温暖气流在气压梯度力的作用下流向南北两极，加上气候变化和全球工业化本身造成的影响，南北极是全球中对增暖最为敏感的地区。该区域温度上升的幅度是世界上其它地区的两倍左右。在这个严峻的背景下，人们在北极区内的动物和人类身上均发现了高浓度的污染物，尤其是汞。

　　当地育龄妇女血液中的汞含量超过安全限度这一现象频繁出现。因此，如何保持海洋食品的营养和文化效益，同时减轻汞潜在的健康风险已经成了北极人面临的一个重大挑战。

　　来源，还是过程？ 

　　先前的研究认为，加拿大北极区西部的海洋动物体内之所以含有更多汞，是因为该地区的汞来源更多样，包括来自于亚洲东部的大气排放、大流域的河道流量如马更些河、海岸侵蚀以及永冻土融化。

　　但问题是，所有这些来源的汞几乎全部以无机形式存在，如汞蒸气。

　　而当无机汞在微生物的作用下转化为甲基汞后，不仅浮游生物摄入汞的速度会更快，所有水生生物体内的甲基汞也将通过生物放大作用，沿着食物网逐级富集，蓄积在体内。因此甲基汞往往对位于食物链顶层的捕食者造成的危害更大，如大鱼、鸟类、大型哺乳动物以及人类。 

　　所以十多年来，科学家们始终对此前的理论——即北极海洋动物体内的汞含量差异性之谜在于汞的来源——抱有疑虑，反而更倾向于另一种可能性：海洋中无机汞转化为甲基汞并富集的这个过程。现在，我们终于有答案了。

　　剖析海洋成分 

　　加拿大研究会主席（Canada Research Chair）、来自曼尼托巴大学的教授Feiyue Wang一行人，于2015年夏天加入了由北极网络联合研究组织（ArcticNet）率领的北极探险队。

　　他们在加拿大海岸警卫队阿蒙森号破冰船上生活了八周时间，分析了从北大西洋拉布拉多海开始、穿过加拿大北极群岛、到波弗特海及加拿大海盆为止5200公里范围内于不同深度采集的海水样品。

　　结果发现，加拿大北极区西部海水样品的总汞浓度（无机汞+甲基汞）普遍比东部的低。这和在海洋动物中观察到的汞含量趋势截然相反。

　　分层 

　　与此同时，甲基汞的含量显示出了一个十分意味深长的分布模式：其浓度于海面最低，在100-300米之间达到最大值，然后越往海底走浓度逐渐下降。

　　海面下方的海洋层反而富含甲基汞的现象在其它海洋中同样存在。但与众不同的是，北极地区“甲基汞富集层”的深度要比其它地区的浅得多。

　　研究人员还发现，加拿大北极区的甲基汞富集层中，西部的浓度峰值最高，东部最低，恰好与海洋动物体内的汞含量趋势相符。

　　富集层的浅度之所以重要，是因为它正好位于浮游动物和食物链底层的其它水生生物的栖息地的范围内，也因此，这些动物便能轻而易举地吸收到甲基汞，随后在捕食者体内一层层蓄积。

　　谜底终于解开了：为什么北极区西部的海洋动物体内的汞含量比东部的高？因为它浅海水的甲基汞浓度比东部高。 

　　遥遥无期的复原之路 

　　2017年8月16日，《水俣公约》生效。这是一项旨在控制和减少汞排放的全球条约。水俣病指的是因食入被有机汞污染的海洋产品而罹患的慢性汞中毒。

　　虽然已经有了答案，但此项研究却同时意味着，海洋哺乳动物体内的汞含量将需要很长时间才能减少。