书城自然科学拯救海洋:海洋污染与环境保护
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第15章 海洋生物亮出“黄牌”(4)

石油对海兽的危害与对海鸟的危害相类似,海兽除鲸、海豚等以外体表均有毛。通常,油膜能玷污海兽的皮毛,溶解其中的油脂物质而使其丧失防水性与保温能力。如海獭、麝香鼠等就是如此。而对于诸如鲸、海豚等体表无毛的海兽,石油不能直接将其致死,但是油块却能堵塞它们的呼吸器官,妨碍其呼吸,严重者甚至窒息而死。此外,石油污染物会干扰海兽的摄食、繁殖、生长等。

阿拉斯加漏油事件发生后,很多海獭为躲开油污,爬上浮桥,在有限面积里挤作一团。海獭习惯性潜入水底找寻食物,然后回到水面呼吸以及摄食,一旦水面布满油污,成千的海獭因缺氧而窒息;此外油污将黏在其毛皮上,使其无法承受本身的重量,因而溺毙。已被油污污染的海豹,一次又一次跃出水面,试图把皮毛上的油污甩掉,但最后终于筋疲力尽,挣扎着沉入海底。海象和鲸等大型海洋动物,也面临同样的厄运。

墨西哥湾特大井喷漏油事件造成数千只海獭、斑海豹、白头海雕等动物死亡,西印度海牛的繁殖率很低,且只吃浅海的水生植物,它还要经常浮出海面呼吸,墨西哥湾水面的油污将不可避免地对其呼吸系统造成影响。

大海里的金属对生物的危害

沸腾的矿山,爆破声络绎不绝,机器轰鸣,震耳欲聋,大型载重车来回奔驶,一座座山头顷刻夷为平地人类为了获取工业社会所必需的钢铁以及各种有色金属,建立了庞大的采矿工业和冶金工业,将埋藏在地球深处的矿石开采出来,将含量分散的金属从矿石中提炼出来。为了炼出1吨生铁,需要开采3~5吨铁矿石,炼1吨钢则需要10吨铁矿石;炼1吨铜需要的矿石更多,达200多吨。从矿石变成可用的金属原料,还需要经过粉碎、选矿、冶炼等一系列复杂过程。金属的制取实在太艰巨太复杂了,因此它是人类智慧和劳动的结晶,是文明社会的宝贵财富。

然而,这些财富在开采、冶炼和使用过程中,却有一部分被人类无意中遗弃到陆上和海洋里,反过来又对人类自身带来损害和灾难。其中比较重要的有汞、镉、铅、铜、锌等。

1. 镉

20世纪50年代中期,在日本中部的富山平原,一条名叫神通川的河流两岸,出现了一种怪病。开始,患者只是在劳动后感觉腰、手和脚等处的关节疼痛。但几年后,全身各部位都发生神经痛、骨痛,使人不能行走,以至呼吸都带来难以忍受的痛苦,最后骨骼软化萎缩,自然骨折,直到饮食不进,疼痛死去。尸体解剖发现,有的患者骨折达70多处,身长也缩短了30厘米,病态十分凄惨。到1972年,患这种病的人已达280多人,有30多人死亡。这就是举世闻名的公害病——骨痛病。它是由于神通川上游的三井金属矿业公司神冈炼锌厂排出的含镉废水污染了土壤,进而污染稻米所引起的。

镉是一种银白色有光泽的金属,在矿石中常与锌伴生。自然界中都含有一定量的镉,如地壳岩石中平均含镉0.18毫克/千克,土壤中平均含镉0.5毫克/千克。

全世界每年生产的15000吨镉,主要用于合金制造、电镀,玻璃、油漆和颜料生产,以及照相器材、光电池、陶瓷、核反应堆等工业部门。美国是消耗镉最多的国家,年平均用量达5000多吨,其中50%~60%用于电镀业,30%~35%用于颜料和其他化合物生产,7%~10%用于金属冶炼。这些工业部门产生的废气、废水和废渣都含有一定数量的镉,不过,由于生产工艺和“三废”处理程度的不同,镉的含量也不同。例如在我国,有的电镀厂排出的废水每升含镉0.6毫克,某金属加工厂为每升16毫克,而另一家同类工厂则高达每升420毫克。炼锌厂废气虽多经静电除尘处理,但从除尘器中排出的废水含镉仍达1500~2100毫克/升。有一家铜冶炼厂,每分钟排出废水4.9立方米,含镉0.035毫克/升。日本一家炼锌厂废水中含镉0.32毫克/升。而前面提到的神通川河水中含量比这还高,达0.5~0.7毫克/升。

一些国家还将大量的镉矿渣堆积在海滩上或倾倒到海中,如英国每年倾倒在泰晤士河口的矿渣中就含有6~14吨镉。

镉一旦进入海洋,就能够被海洋生物大量积累在体内,并越积越多。尤其是那些活动范围不大的鱼类和贝类更是如此。德国基尔港的贻贝中含镉10~34毫克/千克,而毗邻南威尔士采矿区的一处海湾中,贝类含镉达到119毫克/千克。海洋动物的内脏镉含量更高得惊人,如某些海獭的肾,含量高达500毫克/千克。而在扇贝的肝脏中含量有时竟高达2000毫克/千克。

镉是一种毒性很强的元素,进入人体后很难排出体外,它能在骨骼中“沉淀”,因此它具有潜在的毒性作用。长期接触低浓度的镉化合物,就会出现倦怠乏力、头痛头晕、神经质、鼻黏膜萎缩和溃疡、咳嗽、胃痛等症状。随后还会引起肺气肿、呼吸机能和肾功能衰退。慢性镉中毒则会引起周身骨骼疼痛,骨质疏松或软化,以及肝脏损伤。

当然,目前还没有发生因海洋镉污染对人类健康直接造成的危害,但有些专家已经发出警告,如果大量或长期食用从污染海区捕获的海产品,那么“海洋骨痛病”就难免出现。

2. 铅

打开世界地图,我们不难在大西洋靠近北极圈的附近找到地球上最大的岛——格陵兰。在彩色地图上,它总被涂成一片白色。这是因为岛上绝大部分地区终年被厚厚的一层冰覆盖着,人们称之为“格陵兰冰盖”’。据说,冰盖最厚处有几千米。一天,一批科学家顶风冒雪来到这里,在茫茫的冰原上竖起井架,进行钻探,取出一串串冰“岩芯”。他们要研究几千万年前形成的冰与近代形成的冰到底有什么不同。结果发现,在1950年前形成的冰中,每千克只含0.02微克的铅;而1968年后形成的,铅含量增加了十几倍。而且越是新近形成的冰,铅含量越高,这显然与近代人为活动和工业污染有关。但是令人费解的是,格陵兰岛孤立在大西洋中,远离工业区和大城市,这里的铅是从哪里来的呢?

经过几年艰苦的调查,最后查明,原来格陵兰冰盖中的铅是从远处被大气搬运漂洋过海来到这里安家落户的。

无独有偶,前几年在我国首次组织的北极考察中,科学家们在北极中心区的积雪中也测试到了高含量的铅。研究表明,它们中的9/10是人为污染造成的,主要来自欧洲、俄罗斯中部以及北美西部的工业区。

人类使用铅已有相当久远的历史了,大约可以追溯到公元前2000多年。在1850年前,全世界已经炼出7000万吨铅,而1850~1950年的100年间,铅的产量有1.3亿吨。目前每年大约生产350万吨。

铅在工业上有很广泛的用途,冶金和化学工业离不开它,在农业上曾用铅制成杀虫剂和灭菌剂。铅还是生产汽油防爆剂——四乙基铅的重要原料。过去40多年中,已有1000万吨铅用于这一用途。

在有色金属的开采和冶炼过程中产生的废水和废气中都含有一定量的铅。如炼铜废水含铅0.26毫克/升,炼锌废水含铅0.02~0.92毫克/升,炼铅废水中含0.3毫克/升。但是铅主要还是以废气的形式散发到大气中,并最终进入海洋。其中最典型的例子是汽油的燃烧。

当汽油燃烧后,其中所含的铅便散发到大气中形成微小的颗粒。有人估计,每年因汽油燃烧进入海洋中的铅有3.7万吨。也有人估计,仅仅在北半球,由汽油燃烧排入大气中的铅就有35万吨。其中25万吨沉入海洋,10万吨落在陆地,这其中又有一部分被河水搬运到海中。因此,北半球海洋表层铅的浓度自1923年使用四乙基铅作汽油防爆剂以来升高了4~7倍,其中沿岸海区升高10倍以上。这也许就不难解释为什么格陵兰冰盖中的铅含量逐年增高了。

铅矿的冶炼中也有大量的铅以微粒形式逸人大气,估计每年由此进入海洋的有3000吨。此外,铅制剂农药的使用,含铅矿渣的倾倒等也是海洋中铅的重要来源。

自然界的各种物质中本来就多多少少含有铅。清洁的沿岸海水每升铅含量在10×10-9~40×10-9克,清洁的大洋水中铅含量更低,每升只有1×10-9~2×10-9克。由于人类活动的影响,海洋环境中铅的含量明显增高了。但是铅在世界海洋中的分布是很不均匀的,而且有两个特点,一是近岸水域比外海铅含量高得多,二是表层海水和底泥中铅含量较高。

铅在海洋环境中容易被海洋生物吸收并在其体内蓄积。实验表明,某些海洋动物体内铅的浓度比周围海水要高出1400多倍。因此随着海洋中铅含量的逐年增高,生活在其中的生物体含铅量也必然越来越高。一般认为,现在的海洋生物比几千年前它们的老祖宗体内铅的含量要高出大约20倍。

虽然铅的毒性与前面讲过的汞和镉比较起来不算太强烈,而且海洋中铅的增多也不会立刻产生出明显的危害。但是,铅可能会对海洋生态平衡起破坏作用,也有可能使一部分海产品不适于人类食用。有人发现,鱼体内的铅有25%是毒性比较强的四乙基铅。为此,早在1976年西德就已经把每升汽油中铅的含量降低了一半多,从0.4克降到0.11克。20世纪80年代以来,越来越多的国家禁止生产和使用含铅汽油。

铅对人体的毒害是累积性的,在体内主要沉淀在骨骼中,也有少量贮存在肝、脑、肾和其他的脏器中。当血液含铅超过80微克/毫升时,就会引起中毒。铅还是一种潜在的泌尿系统致癌物质。因此,如果人们过多食用被铅污染的海产品,就难免会受到种种损害。

3. 铜和锌

铜器,放置时间久了,表面会变绿,这是常识。生长在大海里的一种贝类——牡蛎,它的肉有时也会变成绿色。对此,你也许会感到新奇或不可思议。然而这却是事实。在世界许多地方,比如日本的名古屋、延冈、竹源、新居滨和日立等地,都曾发现过这样的牡蛎。人们习惯把它们称为“绿色牡蛎”。人们如果吃了这种“绿色牡蛎”,就会呕吐和腹泻。调查发现,这一现象是因为海水里含有太多的铜引起的,不过其中还有锌在“推波助澜”。

铜是生命所必需的元素之一,正常的海水中也含有很少量的铜,一般为0.1~10.0微克/升,它们不仅对海洋生物没有害处,还大有益处。因为微量的铜对动物的呼吸和色素细胞的生长有重要作用。但是铜的含量太高了,就会产生害处。

海洋里过量的铜也是人类活动带进来的。考古发现,人类开采和使用铜的历史比其他所有的金属都要早。史前时期,铜就应用于人类的日常生活中。但是那时候的开采量和使用量都很有限。直到现代,随着开采和冶炼技术的提高,应用范围的扩大,铜的产量和使用量大大增加了。目前全世界每年生产铜540万吨,其中有约4万吨通过工业污水排到了海洋里。另外,煤里含的铜也有一部分在燃烧时散发到大气中,最后也沉降在海里。连同岩石自然风化带入海的,有人估计每年进入海洋的铜,总量有25万吨左右。

海洋生物对海水里的铜一般都有较强的蓄积能力,有的体内含铜量可以高出周围海水里的7500倍。牡蛎就属于这类蓄积能力很强的海洋生物。如果每升海水里含0.13毫克的铜,牡蛎就会变成绿色。含量再高,还能导致牡蛎死亡。

另一种金属锌在海水中含量太高,也会引起牡蛎变绿,而且能影响牡蛎幼体的发育。1升海水中只要含有0.3毫克的锌,牡蛎幼体的生长速度就会明显减慢;当1升海水中锌含量达到0.5毫克时,牡蛎幼体发育就会停止或者死亡。

人们发现,含铜量高的海水,锌的含量一般也较高,这也许是大自然的有意安排。然而这样一来,牡蛎变绿的机会却大大增加了。因为铜和锌在一起对牡蛎的影响要比它们单独存在时的影响大得多。我们把这种1+1>;2的作用叫做污染物的“协同作用”。

海洋遭到铜和锌的污染,还会对鱼类产生有害影响。虽然轻微污染不至于毒杀鱼类,但却会把鱼“赶”到其他比较干净的地方。这就势必导致污染海区鱼类大大减少,给海洋渔业造成损失。如果污染比较严重,那些活动范围不大的鱼类就会遭殃,因为高浓度的铜和锌时鱼的鳃和皮肤有腐蚀作用,使它们呼吸困难,最后导致死亡。

金属的光彩是迷人的,但被人类遗弃在大海里的金属却成了毒杀海洋生物大家族成员乃至人类的“杀手”。