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■科大生物學系教授王文雄及其團隊發現,在海洋生態系統中,高濃度的金屬一般都是通過食物鏈傳遞,而非由水傳遞。 香港文匯報記者莫雪芝 攝
——教授逾十載研究獲獎 證不只靠水傳遞污染物
香港文匯報訊 (記者 高鈺) 海洋重金屬污染日益嚴重,對人類生活和生命安全構成巨大威脅,要有效控制金屬毒性的傳播,就必須對海水中的重金屬傳遞和影響進行準確評估。現時,多數調查只將水體傳播作為重金屬傳播的主要途徑,但是香港科技大學生物學系教授、海岸海洋實驗室主任王文雄及其團隊經過長達10多年的研究,率先發現在海洋生態系統中,高濃度的金屬一般都是通過食物鏈傳遞,而非由水傳遞,並首次對此進行了定性評價。
王文雄的研究成果詳細解讀了金屬在海洋生態系統中的傳遞,以及通過測定環境中的金屬含量,即可估算水生生物體內累積的金屬濃度,並因此獲得去年教育部高校科學研究優秀成果獎(科學技術)自然科學獎一等獎。
實際上,科學家都知道水銀等重金屬,可以在海洋生態系統中透過「大魚吃小魚、人類吃魚」的食物鏈為人體所吸收,從而造成不同程度的禍害與中毒,例如水銀毒可令男性不育;鉛毒引致神經發育疾病等。但是由於缺乏對重金屬傳遞情況的系統和量化評估,所以包括美國在內的大部分國家,都忽略了水中生物的進食量和對重金屬傳遞作用的評估,只簡單地將水傳遞污染物作為污染的唯一途徑。
建生物動力學模型測金屬濃度
王文雄早在美國唸博士時已著手開展有關課題,他指要考察在水中浮游的生物,進行定量分析的實驗並不容易,再加上不同種類的海洋生物有著巨大的差異性,更增添了研究的難度。
為了解決問題,王文雄創造和運用了不少新技術,例如建立了生物動力學模型,用於預測水生生物體內的金屬濃度。由於這個動力學模型同時考慮了金屬的地球化學性質,如金屬的形態組成和金屬的環境濃度和生物學如攝食和同化的過程,首次實現了對生物累積過程的全面計算,還為近年來生物累積的研究奠定了重要的科學基礎。此外,研究人員還動用了同位素來追蹤重金屬在生物體內的傳遞軌跡,即所謂「示蹤」。
美國考慮修訂水質評估標準
在長達十多年的研究過程中,王文雄及其研究團隊觀察了大量具代表性的海洋生物,對牠們的特性,包括每日食量和主要食物等都瞭如指掌,並最終確定了食物鏈傳遞是重金屬傳播的最主要途徑。
他介紹指,此次的研究突破,促使各國政府或相關機構須對水質標準進行重新評估和修訂。其中,美國環保部門已經開始考慮將食物相關金屬的毒性結合進水質標準。不過,王文雄坦承,要改變標準並非一朝一夕的事情,「一種新藥從研究到投放市場都至少需要10年時間,但是我相信美國的改變會對其他國家或地區有很好的示範作用。」
野生魚易含高濃度重金屬
王文雄補充指,含有重金屬濃度高的水質,其毒性未必比濃度低的水質更嚴重,考察關鍵其實在於生物對相關金屬的吸收情況,即「生物的可利用性」,「水中的重金屬濃度越高,不一定就對人體越有毒,還要看這些金屬到底有多少被生物所吸收。」他的研究顯示,居於食物鏈越高層級的生物,體內重金屬的含量就越高,因為金屬被捕食者吸收入體內後,很難排出體外,只會不斷積累,「如果吃野生魚,就要小心牠們體內所含有的高濃度重金屬,而主要靠吃飼料的養殖魚,問題則相對較小。」
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