我們的研究團隊在《環境科學與技術》期刊發表了一篇論文,在微博上引發了很多人的驚訝。西藏,這個平日被大家視爲世外淨土的地方,原來一直經歷着嚴重的汞污染。作爲中國的一個自治區,它的人均總汞攝入量超出美國、日本、挪威等地的幾百到幾千倍;而這些污染的主要來源和其他地方的汞污染不同,不是來自魚也不是稻米,不是因爲開採汞礦也不是化工廠排放污水,而是來自人們千百年來一直在喫的傳統藏藥。

我們研究者曾經也以爲青藏高原是相對不受汞污染的,然而此前的一項針對生活污水的研究卻意外發現,無論是總量還是人均,西藏的生活污水當中總汞排放量均達到了全國高峯。

生活污水和人們日常生活息息相關,它裏面污染物濃度高,相關人羣遭受的污染很可能也高。(事實上,這個思路已經讓研究者開發了檢測污水中毒品的技術,並且用在了實際的禁毒工作中了。)

在之前,我們一直認爲,我國的食源性汞攝入主要來自於稻米以及魚類。這次的研究,從發現西藏生活污水當中的高濃度開始,我們就預感到,西藏地區的人體汞攝入,一定會有新的來源。畢竟一方面,西藏的食物類型和其他地區差別較大(藏民沒有食用魚類的習慣,甚至在宗教上傾向於不喫魚;而大米的消費量,也遠低於其他地區);另一方面,西藏因工業發展相比我國其它地區相對落後,工業排放污染物排放相對較少。

我們發現,這一項汞的來源,就在於藏藥。​

西藏總汞和甲基汞的生命週期圖[1]

​初步估算,2015年一年裏,西藏居民從藏藥裏攝入了4500千克的總汞,以及12千克的甲基汞;而從其他食物裏,只攝入了0.67千克總汞和0.61千克甲基汞。這些汞裏,有21千克總汞和12千克甲基汞停留在了人體內。

來自藏藥的汞,無論是攝入的量還是累積的量,都非常高。尤其是總汞,大概是其他食源性攝入的34-3000倍以上。考慮到人喫藏藥本身數量很少,遠低於其他食物類別,卻有這樣高的汞攝入量,無疑是相當驚人的。而甲基汞雖然比例相對不高,但總量也頗爲可觀,已經超過了世界上大部分其他地區。

藏藥中的汞,是從哪裏來的?

藏藥中大量使用硃砂(硫化汞),從而帶來了大量的總汞攝入;除此以外,由於藏藥的製作流程不少涉及機密,我們暫時無法得知其中的甲基汞來源。值得強調的是,儘管無機汞進入人體後有轉化爲甲基汞的途徑,但是硃砂的生物可利用性相對較低,因此並不是所有攝入的總汞都會產生顯著的健康損失。

白雲石上的硃砂 | JJ Harrison

​目前仍不知道藏藥中具體無機汞形態,也暫不清楚有多少汞能被人體吸收、會對人體造成什麼危害。但無論如何,由於總量巨大,僅僅喫下1粒藏藥,人體就要花180天才能把體內汞降低到喫藥之前的水平。總體來看,目前暫缺對藏藥汞添加量的規定;因此,我們建議,我們建議未來仍需加強對藏藥的研究、補充對藏藥汞用量的限定、以及尋找其它藥引代替汞在藏藥中的使用。

但是我們怎麼會想到去研究藏藥的汞與生活污水呢?其實,這和汞自身的特性是分不開的。

汞有多大毒性?

汞有毒,這件事情大家都知道。但是,你要問“汞有多大毒性”,這個問題就沒法簡單回答了——因爲作爲金屬元素,它可能是單質,也可能身處各種化合物裏,毒性是不一樣的。

歷史上最著名的汞中毒案例是水俁病,這個案例裏主要的汞形態是來自魚的甲基汞,而甲基汞是常見形態裏對人危害最大的形式了。所以研究裏會關注兩個重要的量:一個是所有的汞加起來有多少(總汞),另一個就是其中有多少甲基汞。

順便說,因爲汞是重金屬元素,所以它的毒性是沒法徹底消滅的。如果是敵敵畏或者六六六這種有機物,那麼只要想辦法把它們分解,比如變成水和二氧化碳,那就能消滅污染;汞就不行——一個汞原子怎樣化學反應都是一個汞原子,也不可能挨個讓它們進行核反應。也因此,研究汞的存在形態是至關重要的。

汞怎麼接觸到人的呢?

當然再怎麼毒,碰不到人也沒關係;好比說氰化鉀毒性很強,但基本只在偵探小說裏出場,日常生活沒有機會遇到它也不需擔心。所以汞作爲污染物,重點不是有多少,而是我們接觸了多少。這種“接觸”,一般在環境科學裏面我們稱爲“暴露”。

汞廣泛分佈在我們所接觸的空氣、水、土壤等不同介質之中,但是進入人體主要通過的是食物途徑——當然某些場景下例如打碎溫度計時候,還會有一部分呼吸道進入,但這是例外了。

從全球的研究整體來看,主要的汞攝入來自魚類食物,尤其是海洋肉食性魚類(也就是說食物鏈上比較高級的魚類)。例如下圖,吉林松原人羣的汞攝入97%來自喫魚。

吉林松原人羣汞攝入來源分佈

​但是在我國,魚類食物類型和國外有着很大不同。我國常見魚類一般爲養殖水產,且大多是淡水魚,還往往不是食物鏈上比較高的肉食性魚類。反過來,由於大米含汞其實也不很低,而且食用量巨大,我國人羣還有一個重要汞攝入來源就是稻米。例如我國貴州某汞礦區,72.7%的汞來自大米,魚則只有0.4%:

貴州某處汞礦區人羣汞攝入來源分佈 | 仇廣樂,中國科學院研究生院(地球化學研究所)

​整體來看,我國的汞食物攝入主要來自大米以及魚類;具體哪個爲主,要看你的食譜,以及你所在的區域——大米當中的汞源和其產地的土壤汞含量關係很大。

喫進汞之後發生了什麼?

人類通過食用魚或者其他食物,通過腸道吸收汞;汞進入血液,分佈在不同的臟器,然後排泄,其中一部分通過頭髮排出體外,一部分通過糞便等進入生活污水。

​一方面,甲基汞(可以穿過血腦屏障)直接作用於成人的中樞神經系統造成損害;另一方面,甲基汞(穿過胎盤)還會出現母嬰傳遞,影響胎兒的中樞神經系統。也就是說,甲基汞對中樞神經的損害,在其發育完全之前以及完全之後,都會發生——其結果,就是智力衰退,以及更嚴重的意識模糊、認知障礙、增加患心腦血管疾病風險等。

如果要最直接的測量一個人的汞暴露量,那麼很明顯,選擇血液是最好的——但是這在操作上有一定難度。不過有幸的是,頭髮中汞的含量整體來看和血液成正比,相比直接測量血汞,發汞是一個相對容易測量的量。以下即是一例:

圖 | 沈路路, 胡建英, 董兆敏,等.中國環境科學, 2009, 29(12)

喫多少汞會有危險?

對於甲基汞這類有毒物質,經過一系列毒理學以及流行病學研究,我們會得到一些“環境基準”值,具體到這裏,可以叫做“無影響閾值”,簡單來說,就是認爲低於這個濃度的甲基汞對人體沒有健康風險。

通過我們測得的發汞濃度(不是一個簡單的平均值,而是人羣當中的濃度分佈),結合汞的毒性數據(無影響閾值),我們可以計算人羣的汞風險(即超過無影響閾值的概率)。以下就是一例,注意,這裏的風險計算僅針對兒童。(甲基汞對成人的神經系統也有風險,但此處不計入計算。)

圖 | 沈路路, 胡建英, 董兆敏,等.中國環境科學, 2009, 29(12)

​一般認爲,在10^-5以下的風險大多情況下可以接受。整體來看,我國的甲基汞風險處於可控範圍,松原、舟山等地區海魚食用量較高從而帶來了較高風險,而貴州汞礦區風險則主要來源於稻米(貴州汞礦區的汞濃度整體來看遠高於全國均值)。對於這些地區的居民,合理改善膳食結構是一個有必要的行爲;當然對於貴州來說,如何治理好汞礦區以及其土壤污染,也是一個重要的議題。

汞會去哪裏呢?

既然汞的總量幾乎是一定的,關鍵就在於汞在什麼地方、是什麼形態。打個比方,如果在你家裏一定要放一瓶毒藥,那最安全的方式就是把它鎖在櫃子裏;而汞如果能被鎖在極地凍土、海底沉積物、偏遠高山等無人居住也少有動植物的地方,那對人類當然是件好事。(類似的是,在修復被重金屬污染的土壤的時候,常用的思路也是把重金屬元素“固定”成爲不可利用的狀態。)因此,目前汞研究的重要領域,就在於北極、海洋、青藏高原。

而這,就是藏藥“偶然”成爲我們的研究對象的原因之一;它的環境污染風險,也因此得以被發現。

我們怎麼躲避汞風險?

當然,不使用藏藥的人羣不用擔心這項汞攝入來源。不過,還是值得注意這麼幾點:

謹慎食用魚類,尤其是野生、海水、肉食魚類。雖然野生食物——無論是魚類還是其他動物——一方面價格較高,另一方面“口感”可能較好,但是其體內的污染物風險都會遠高於養殖肉類。除了汞以外,類似DDT等有機污染物也會有明顯的食物鏈放大效果,因此食用食物鏈等級較高的動物肉製品時候,尤其注意這一項。單就魚類來說,鯊魚、馬林魚、旗魚等肉食性魚類,應儘量避免。(如果想知道更加具體的關於每種海鮮的建議,可以參考美國EPA(環境保護部)的公告[2]) 謹慎使用來源不明的藥品以及日化用品。藏藥不是一個孤例,汞化合物在各個時代可能都因爲其某些屬性被廣泛應用於各類生活用品,例如硃砂顏料、汞法鍊金、汞補牙、甘汞電極等等。隨着時代演進技術進步,這些逐一遭到淘汰。相信如果你購買市面上正規產品,不用擔心這項,但是來源不明的藥品、化妝品就不好說了。大米蔬菜等項不必過於擔心,只要不是身處土壤汞污染嚴重的地區,汞的風險都不值得我們改變自己的膳食結構(相比之下,鉛的風險可能更值得關注)。孕期以及哺乳期孕婦請尤其注意,儘量減少上述魚類攝入量,從而降低對胎兒的可能風險。

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