面向企鹅的研究揭示了地球极地地区广泛存在汞污染

1962年，环保主义者兼作家雷切尔·卡森出版了《寂静的春天》，警告世人农药滴滴涕（DDT）的危害。她的作品引起了人们对该物质对鸟类（尤其是白头鹰）生殖危害的关注，并激发了广泛的环保行动。

西南极半岛的企鹅正在帮助罗格斯大学的研究人员追踪地球上最偏远地区之一的汞污染。图片来源：约翰·雷因费尔德

六十年后，罗格斯大学新不伦瑞克分校的研究人员正在研究另一种全球污染物，并将其与卡森揭露的危机进行比较。这一次，研究的重点是汞，而警示信号来自栖息在南极半岛偏远地区的企鹅。

“汞与滴滴涕有相似之处，”罗格斯大学环境与生物科学学院环境科学系教授约翰·雷因费尔德 (John Reinfelder) 说道。雷因费尔德也是《整体环境科学》杂志上发表的一项研究的合著者，该研究对这些不会飞的水鸟体内的汞含量进行了检测。

“20世纪60年代，我们在一些偏远地区发现了DDT，这些地方此前并未使用过这种物质，”雷因费尔德说道。“如今汞的情况也类似。南大洋附近没有人类污染源，但由于汞通过大气的长距离输送，有可能在企鹅体内积累。”

汞是一种危险的神经毒素，会在水生和陆生食物中生物累积。食鱼动物受污染的风险最高。长期接触汞会影响生殖系统，并可能导致神经系统问题，例如嗜睡和虚弱。高剂量汞会致命。

为了评估汞的地理范围并为南极企鹅体内的汞含量建立新的基线，Reinfelder 和罗格斯大学新不伦瑞克分校环境科学系博士后研究员兼主要作者 Philip Sontag 分析了从西南极半岛安弗斯岛附近的繁殖地采集的成年企鹅羽毛。

2010-11年繁殖季，蒙大拿州谢里登极地海洋研究小组首席研究员威廉·R·弗雷泽采集了三种企鹅——阿德利企鹅、巴布亚企鹅和帽带企鹅——的羽毛。由于农业安全预防措施，这些样本直到最近才被送往美国进行分析。

除了汞之外，罗格斯大学的研究人员还测量了样本中碳-13同位素（用于示踪觅食位置）和氮-15同位素（用于示踪食物链位置）的比例，这有助于确定整个南大洋企鹅体内汞的来源。他们还评估了西南极半岛磷虾（南极企鹅最喜欢的食物）的大小分布。

企鹅聚集在西南极半岛的冰冻海岸。图片来源：约翰·雷因费尔德

结合这些数据集，研究人员发现了汞积累的重要变化。他们写道，阿德利企鹅和巴布亚企鹅的汞含量“是迄今为止在南大洋观测到的所有企鹅物种中最低的”。然而，帽带企鹅的汞含量“明显较高”。

桑塔格表示，这种差异很可能是因为帽带企鹅的进食模式与其他研究物种不同。在非繁殖期的冬季，帽带企鹅会迁徙到更北的低纬度地区，在那里，它们和其他企鹅积累的汞浓度比生活在南方的企鹅更高。觅食地点（碳-13）与企鹅羽毛中汞含量之间的密切关系证实了这一结论，这也是首次表明碳-13（而非氮-15）最能解释整个南大洋企鹅体内汞浓度的研究。

赖因费尔德说，这些发现所提供的细节有助于全球绘制海洋动物汞污染地图。

“在这项研究之前，我们并不知道迁徙到更北地区的企鹅接触到的汞更多，”他说。“这些数据不仅让我们能够了解汞的积累，还能让我们更广泛地了解企鹅的生态环境。”

近几十年来，汞污染的来源发生了变化。多年来，空气中的汞作为燃煤发电厂的副产品进入大气。

减少汞污染的努力——尤其是2013年140个国家通过的《水俣公约》——有助于降低汞向环境的排放。麻省理工学院研究人员在2024年进行的一项研究发现，2005年至2020年间，大气中的汞含量下降了约10%。燃煤电厂的关闭是这一下降趋势的一部分。

但其他来源，例如发展中国家的小规模金矿开采，仍在继续将这种毒素排放到环境中。矿工们使用元素汞从矿石中提取黄金，每年产生超过1000吨的汞尾矿和汞蒸气。

莱因费尔德表示，这项研究简要介绍了摄食模式如何影响企鹅的健康以及汞污染如何在世界海洋中循环。

“就像20世纪60年代的滴滴涕（DDT）一样，如今科学界的重点是监测汞，”他说。“我们会看到人类和动物食用的鱼类中汞含量下降吗？这才是希望。”

编译自/scitechdaily