本文來源于海潮天下(Marine Biodiversity)
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海潮天下·導讀
2026年6月18日《海洋污染公報》發表的一個全球首次系統性研究中,首次揭示了70多種齒鯨體內全氟和多氟烷基物質(PFAS)的全球污染版圖。由于部分地區工業生產的持續進行,太平洋海域已經淪為了這類化學污染的重災區。更殘酷的是,雌性鯨豚正通過胎盤和哺乳把體內的毒素“卸載”給剛出生的幼崽。
本文約3300字,閱讀約7分鐘
文 | 王海詩
出品 | 海潮天下
人工化學品的污染范圍顯然已經超出了想象。在深海活動的抹香鯨和在海邊活動的瓶鼻海豚,雖然生存空間幾乎沒有交集,但它們體內卻被查出了同一種極難降解的工業污染物。這種不同習性、不同棲息地的鯨類同時中招的現象,說明這些人工合成的化學物質不是漂浮在表面,而是已經徹底混進了整個海洋的食物鏈循環里。不論在哪個海域,也不管生活在深海還是淺海,這些海洋哺乳動物都在成為這些污染物的長期容器。
2026年6月18日,《海洋污染公報》(Marine Pollution Bulletin)期刊發表了一項基于全球數據整合的研究,由澳大利亞伍倫貢大學、悉尼科技大學及新西蘭梅西大學等機構聯合完成。研究對象覆蓋齒鯨亞目(Odontoceti)超過70個物種,構建了目前最廣泛的鯨類PFAS污染評估框架之一,并嘗試從空間尺度、生態位結構、營養級關系三個維度重建全球污染格局。
該研究所針對的化合物為全氟和多氟烷基物質(PFAS)。這是一類以碳–氟鍵為核心結構的合成化學物質,因具有極高的化學穩定性、疏水疏油特性,被廣泛用于工業制造與消費產品中。其環境行為的關鍵特征在于難以自然降解,可在水體、沉積物與生物組織中長期存在并發生遷移,因此常被歸類為“持久性污染物”中的特殊類別。
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?論文出處:Stokes, Lavinia, et al. (2026)
01
全球數據,被重建為統一圖譜
跟傳統依賴單一海域采樣的研究不同的是,這個研究并未進行統一的新采樣,而是采用了跨區域文獻整合與標準化重分析的方法。
研究團隊系統檢索了過去20多年來全球已發表的鯨類PFAS檢測數據,并對不同實驗室來源的數據進行了統一校準,包括組織類型差異、檢測方法差異以及報告單位差異的標準化處理。
在空間覆蓋上,數據來源并非均勻分布,而是橫跨多個海洋系統:北太平洋與南太平洋的遠洋與邊緣海區域、北大西洋與南大西洋沿岸及開放海域、印度洋不同緯度帶,以及北極與南大洋高緯生態系統,同時還包含地中海等半封閉海域。該研究并未將這些區域作為孤立單元處理,它們被納入了統一的全球空間框架,以分析污染物在海洋環流與生物遷移共同作用下的連續分布特征。
在方法上,研究進一步結合地理信息系統(GIS)與生態統計模型,將污染濃度數據與物種生態屬性進行耦合分析,包括棲息類型(近岸或遠洋)、攝食結構、營養級位置以及體型與壽命等生命史參數,從而構建多變量解釋框架。
02
齒鯨類群中的廣泛暴露、營養級效應
研究結果顯示,PFAS在齒鯨亞目內部呈現廣泛檢出狀態。
無論是海豚科中的瓶鼻海豚(Tursiops truncatus)、條紋海豚(Stenella coeruleoalba)、熱帶斑海豚(Stenella attenuata),還是鼠海豚科中的港灣鼠海豚(Phocoena phocoena)與印太江豚(Neophocaena phocaenoides),均檢測到了不同程度的污染負荷。
在更高營養級的類群中,如短肢領航鯨(Globicephala macrorhynchus)、長肢領航鯨(Globicephala melas)、虎鯨(Orcinus orca)、抹香鯨(Physeter macrocephalus)以及多種喙鯨(Ziphiidae),PFAS累積水平整體更高,并呈現出更強的個體間差異。
統計分析顯示,一個穩定的生態學趨勢在不同區域與不同類群中均可觀察到:營養級越高,PFAS濃度越高。
這種現象屬于典型的“生物放大效應”。
當浮游生物吸收污染物后,小魚攝食浮游生物,大魚再攝食小魚,污染物便沿著食物鏈逐級富集。由于PFAS代謝緩慢,處于食物鏈頂端的動物最終承擔了最大的污染負擔。
這一規律與汞、多氯聯苯(PCB)以及滴滴涕(DDT)等經典持久性污染物的生態行為高度一致。亦即,污染物沿食物鏈逐級富集,而代謝與排泄速率無法抵消持續攝入帶來的累積效應。
研究還發現,體型大、壽命長的齒鯨往往表現出更高的累積水平。這一特征在抹香鯨和部分領航鯨中尤為明顯,提示其污染水平更接近長期環境暴露的累積結果,而非短期輸入狀態。
當深海頭足類、遠洋魚類已經受到污染時,以它們為食的深潛鯨類自然也難以幸免。對于壽命可達70年以上的抹香鯨、白鯨和虎鯨而言,污染積累實際上是一個持續數十年的過程。
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▲上圖:一頭抹香鯨。?王敏幹(John MK Wong)潛水攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)
03
海洋空間并未形成有效屏障
研究結果對“深海相對潔凈”的傳統假設提出了修正。
在不同棲息環境對比中,遠洋與深海物種并未表現出系統性低污染特征。抹香鯨、柯氏喙鯨(Ziphius cavirostris)以及北瓶鼻鯨(Hyperoodon ampullatus)等長期活動于開闊海域或深潛生態位的物種,同樣檢測到穩定的PFAS信號。
這一現象表明,海洋空間距離并不能構成污染物擴散的有效阻斷機制。現有證據支持多路徑輸運模型。一方面,PFAS可借大氣長距離遷移進入海洋、并發生沉降;另一方面,陸源輸入經河流進入近岸海域后,經洋流系統,擴散至遠洋;此外,食物網本身也構成跨生態系統傳遞通道,使污染物能夠在不同棲息地之間間接遷移。
因此,即便是生態上看似隔離的深海系統,也已經嵌入全球化學循環網絡之中。
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一對座頭鯨(大翅鯨)母子。?趙宇 潛水攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)
04
全球污染格局的形成機制、數據邊界
在空間分布上,不同海域之間存在一定差異,但并不表現為孤立熱點結構,而更接近連續梯度變化。人口密集、工業活動強度較高且河流輸入顯著的區域,其近岸鯨類普遍呈現較高PFAS水平;而開放海域、高緯地區則顯示較為復雜的混合特征,這與海洋環流與遷移性物種活動密切相關。
該研究繪制的全球分布圖顯示,太平洋地區許多齒鯨種群表現出了較高的PFAS水平。這一現象并不意味著整個太平洋都受到同等程度影響,而是與人口密度、工業活動強度以及流域輸入規模有關。
太平洋周邊聚集著全球多個工業化和城市化程度較高的地區,大量河流最終匯入太平洋沿岸。與此同時,太平洋地區環流系統復雜、龐大,使污染物能夠在不同區域之間持續遷移。
需要強調的是,當前全球數據仍存在明顯不均衡性。一些區域的長期監測數據較為豐富,而另一些海域(尤其是南半球部分遠洋區域)仍缺乏連續時間序列信息。也就是說,當前圖譜仍是階段性重建結果,其空間細節在未來仍可能被修正。
05
齒鯨體內的多氟烷基物質
母子傳遞機制
在鯨類污染研究的現有證據框架中,PFAS被證實可以通過母體向下一代發生跨生命階段轉移。這一過程主要包括兩條路徑:其一是在妊娠期間通過胎盤屏障實現的物質轉移,其二是在哺乳階段通過乳汁持續輸入至幼體體內。該領域已有大量獨立研究已經表明,這種母子之間的物質交換在多種海洋哺乳動物中均有發生,并構成幼體早期暴露的重要來源之一。
在一些被系統研究的鯨類物種中,幼體在尚未開始獨立攝食之前,其體內即可檢測到PFAS等持久性污染物。這一現象提示,個體的初始暴露水平不僅受到出生后攝食環境的影響,也跟母體在繁殖過程中的污染物轉移密切相關。因此,污染負荷的形成機制并非完全由個體自身的生命周期攝入所決定,而是包含了一定程度的跨代輸入。
需要指出的是,不同物種、不同區域以及不同污染物類別之間,在轉移效率和體內動力學過程上仍存在顯著差異。現有研究主要基于野外樣本的濃度測定與統計推斷,對于胎盤與乳汁轉移在不同階段的定量貢獻,以及其對個體發育與健康結局的長期影響,目前仍缺乏系統性的機制驗證與長期跟蹤數據支持。
06
為什么鯨類成了監測
海洋污染的理想“記錄儀”?
從生態監測角度看,齒鯨類動物提供了一種特殊的時間累積記錄。由于其壽命長、遷移范圍廣且位于食物網高層,它們體內化學物質的累積結果反映的是多年甚至數十年的環境暴露歷史。
在這一意義上,鯨類個體更接近于“生物傳感器”一些,而非單純的研究對象。PFAS在其組織中的分布揭示了當下污染狀態,為評估歷史排放趨勢提供了可追溯的生物學證據。
隨著全球PFAS管控政策在部分地區逐步實施,已有研究觀察到某些傳統PFAS在部分鯨類種群中的下降趨勢,但替代化合物的環境行為仍缺乏長期數據支持。因此,這類跨物種、跨海域的系統性評估在提供了當前污染水平的基線之余,也有望為未來海洋化學生態變化提供可重復比較的參照框架。
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【海潮小百科】PFAS
PFAS不是單一化學物質,它們是一個龐大的化學家族,目前已知成員超過數千種。其共同特征是分子中含有穩定的碳-氟鍵,這種化學鍵被認為是自然界最穩定的化學鍵之一。
自20世紀中葉以來,PFAS因其優異的耐熱、防油、防污和防水性能而被廣泛應用于工業生產和日常消費品。從消防泡沫、防水服裝、食品包裝,到電子工業和航空制造,都曾大量使用PFAS。
比如說,在日常生活中,麥當勞或肯德基用來裝炸雞、薯條的防油紙袋,戶外愛好者穿的Gore-Tex防水沖鋒衣,以及地毯和沙發表面防污的噴霧,過去都極度依賴PFAS。因為只有它能做到同時既防油、又防水。消防演習時,撲滅燃油火災必須使用一種高效的“水成膜泡沫滅火劑”,里面就含有高濃度的PFAS。在半導體芯片的制造過程中,清洗晶圓需要的強酸強堿清洗劑,以及航空航天工業中液壓系統使用的特種潤滑油,也都離不開這種在極端環境下依然穩定的化學結構。自20世紀50年代特氟龍不粘鍋問世以來,這類化學物質就徹底滲透了現代工業。總之,應用是非常的廣泛。
也正因為這種極高的穩定性,PFAS進入環境后極難降解。許多化合物在土壤、水體和生物體內能夠持續存在數十年甚至更久,因此被稱為“永久化學物”(Forever Chemicals)。
過去十余年間,PFAS已經陸續在全球海洋、極地冰層、深海沉積物以及各種海洋生物體內被發現。相比魚類和無脊椎動物,鯨類尤其受到科學家的關注,因為它們位于海洋食物網高營養級位置,壽命長,體內累積的污染物能夠反映長期環境變化。
本文參考資料
Stokes, Lavinia, et al. "Global patterns and predictors of PFAS contamination in odontocetes." Marine Pollution Bulletin 231 (2026): 119949.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0025326X26007368
https://www.uow.edu.au/media/2026/world-first-global-assessment-maps-pfas-pollution-in-whales-and-dolphins.php
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資訊源 | Stokes, Lavinia, et al.(2026)
文 | 王海詩
排版 | 盧曉雨
時間 | 2026年6月
聯系小編 | editor@oceanbiodiversity.cn
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