新的化学实体 我们是否在梦游穿越行星边界

  • 2021-09-24 18:32:31
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美国加利福尼亚州欣克利,1952-1966 年:太平洋天然气和电力发电厂将 14 亿升(3.7 亿加仑)含有致癌铬 6 的废水排放到无衬里的池塘中,污染了该镇 2,000 名居民的地下水,导致 333 美元的成功百万集体诉讼(和奥斯卡获奖电影)。

日本水俣,1956 年:Chisso 化工厂将受甲基汞污染的废水倒入水俣湾。这种极其活跃和有毒的汞会导致成人和发育中的胎儿严重的神经损伤,导致 600 人死亡,3,000 多人终生残疾。

美国纽约尼亚加拉大瀑布,1978 年:胡克化学公司将 21,000 吨危险和致癌的化学品(包括二恶英)不当处置到爱运河垃圾填埋场。它重新出现在周围的家庭中,增加了流产和先天缺陷的风险,迫使数百个家庭搬迁。

印度博帕尔,1984 年:Union Carbide India Limited农药厂发生泄漏,从储罐中释放出 40 吨致命的异氰酸甲酯 (MIC) 气体。20,000 多人丧生,数十万人受伤。多年来,幸存者死于癌症、肺病或肺结核的可能性是其两倍。

普里皮亚季,乌克兰,苏联,1986 年:切尔诺贝利核电站的4 号反应堆爆炸,释放出超过 6 吨的放射性物质;28 人死于急性辐射综合症,还有数千人遭受长期影响。挥之不去的辐射会形成一个永久性的 2,600 平方公里(1,000 平方英里)的人类禁区。

美国密歇根州弗林特市,2014 年:市政府将未经处理的、受铅污染的河水泵入市政自来水,使 100,000 名居民(包括多达 12,000 名儿童)暴露在不安全水平的铅中,铅是一种会损害智力的神经毒素。

是什么将这些看似无关的悲剧联系在一起?它们都是人类危险和不负责任地侵犯“新实体”行星边界的例子。这个听起来无害的边界包括人类释放到环境中的所有有毒和长寿命物质,这些物质单独或整体威胁整个地球系统的稳定。

最可怕的困境与这种鲜为人知但巨大的有毒遗产有关:人类几乎不知道目前距离灾难性地穿越这个看不见的边界有多近,因为它继续定期倾倒合成化学品、杀虫剂、重金属、放射性废物、转基因生物和纳米粒子随机进入环境。

“人类对环境的所有攻击中最令人震惊的是空气、地球、河流和海洋被危险甚至致命的物质污染。” — 雷切尔·卡森,《寂静的春天》(1962)

通过现代化学改善生活

20 年来,二氯二苯基三氯乙烷一直是现代化学的奇迹。DDT 在二战期间的杀虫行动减缓了疟疾和斑疹伤寒等疾病的传播,挽救了无数生命。后来,它作为一种农业杀虫剂流行起来。但雷切尔·卡森的开创性著作《寂静的春天》记录了滴滴涕和其他杀虫剂对野生动物种群的破坏性影响并引起了人们的注意。在公众的强烈抗议下,该化学品于 1972 年在美国被禁止——尽管在发展中国家仍被禁止,在那里它仍在销售。

卡森的告诫故事在很大程度上无人理会,因此几十年来,全球其他新实体不断重复,因为急于推销新产品的公司,或者决心避免监管的市政当局和国家对环境和公民进行了不可预见的攻击。

无论是 DDT 等有毒有机氯杀虫剂、建筑绝缘材料中的致癌石棉、气溶胶中破坏臭氧的氯氟烃 (CFC)、汽油中的铅,还是夜光手表中的放射性镭涂料,似乎只要我们发现一种新的神奇化学品,时钟开始滴答作响,直到我们看到它的毒性影响对人类、野生动物和地球的生命支持系统造成损害的那一天。

在禁用一种化学品的地方,很快就会有成百上千的化学品取而代之。DDT 本身作为有毒农药砷酸铅的替代品而广受欢迎。在寂静的春天之后,DDT 逐渐被毒死蜱取代,毒死蜱后来被新烟碱类杀虫剂所取代,由于对蜜蜂和其他传粉媒介的伤害,这些杀虫剂现在在欧盟被禁止使用。

猖獗的杀虫剂使用,以及抗生素的过度使用,也加速了另一种致命的新实体的出现:抗生物杀灭剂的生物。我们的水处理方法和农业系统为具有抗药性的病原体、杂草和昆虫创造了强大的选择优势,使人类开始与作物害虫、微生物和传染病进行进化军备竞赛。

瑞典斯德哥尔摩复原中心(SRC)研究抗生素耐药性的研究员彼得·索加德·约根森 (Peter Søgaard Jørgensen) 说:“当生物体变得‘泛耐药’时——对所有可用的杀虫剂都有抗药性——这就是我们所说的危险区。”“长时间处于[危险区域]会增加泛耐药生物传播的风险,”他说。

一个2018和分析由Søgaard约根森领导发现一组细菌,被称为革兰阴性的,已在全杀生物剂抗性的危险区域,将人类健康,生物多样性和粮食安全受到威胁。

世界卫生组织 (WHO) 已宣布抗微生物药物耐药性是全球十大公共卫生威胁之一。

新实体在环境中持久存在

人类已经发明了超过 140,000 种合成化学品,每年还会增加 2,000 种左右。我们还生产大量产品:每年约23 亿吨。然而,只有几千人曾测试过它们对人类或其他生物的毒性。很少有人在供应链中从源头到处置进行跟踪。

由SRC 的国际科学团队创建的行星边界框架正试图处理这种化学冲击对环境的无数影响。它通过它们在环境中的持久性、它们在水和空气中的流动性以及它们对人类健康和生物生态系统的有害影响来定义新实体。

“地球对人类引入环境中的化学物质具有有限的同化能力,尤其是有毒、持久、生物累积和易于迁移的化学物质,”全球环境基金科学与技术咨询小组项目官员周日伦纳德解释说。联合国环境规划署(环境署)。

研究人员确信一件事:我们释放到新环境中的新物质越多,我们就越接近将整个地球系统推向崩溃。

例如,滴滴涕被归类为许多持久性有机污染物 (POPs) 中的一种。这些持久的化学物质降解缓慢,可以在生态系统或生物体组织中积累到危险的水平。持久性有机污染物还包括氟氯化碳、多氯联苯 (PCB) 以及广泛用于电子产品、纺织品、炊具、纸张和塑料的一长串其他令人费解的有毒物质。例如,多氯联苯因其对海洋哺乳动物的威胁以及与人类癌症、免疫紊乱、甲状腺问题和神经系统影响的联系而成为头条新闻。

这些化学物质不仅对环境具有持久性——污染者本身也表现出可怕的顽固性,避免为清理买单。例如,通用电气在 30 年的时间里向哈德逊河排放了大约 590,000 公斤(130 万磅)的多氯联苯(主要由孟山都制造),直到 1977 年。然后,通用电气与清理工作进行了数十年的斗争。今天,哈德逊河鱼类和沉积物中多氯联苯的危险水平仍然存在。

2004 年,127 个国家和欧盟批准了关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约,承诺逐步淘汰或消除 12 种最有害和最持久的污染物。从那时起,新的持久性有机污染物被确定并添加到列表中。例如,全氟和多氟烷基物质 (PFAS) 是一个多用途的化学物质组,包含 5,000 多种化学物质,其中一些早在 1940 年代就已开发出来,其中包含几乎不可能断裂的极强的碳氟键。PFAS 化合物用于食品包装(甚至有些以“可堆肥”的名义销售)、炊具、纺织品、化妆品、电子产品和工业消防泡沫。这些剧毒化学品很容易迁移到空气、灰尘、食物、土壤和水中。

不粘化学品粘在周围

最早被发现和销售的 PFAS 化学品之一是全氟辛酸 (PFOA),在行业中称为 C-8。杜邦特氟龙工厂用它来制造不粘锅,尽管有证据表明它对人体的破坏性影响——心脏病、溃疡性结肠炎、甲状腺疾病、睾丸癌、肾癌——早在 1960 年代就出现了,在 2016 年之前,美国一直不受限制地使用这种化学品。专家表示,目前美国环境保护署 (EPA) 的建议限值为万亿分之 70,这仍然太高了。

国际污染物消除网络(IPEN) 的国际协调员比约恩·比勒 (Björn Beeler) 表示:“一家美国公司生产了这种物质,由于他们不负责任地出售专利,因此基本上污染了整个世界,而这些化学物质永远不会分解。”由 600 多个非政府组织组成的网络,这些非政府组织对斯德哥尔摩公约和其他国际条约的发展至关重要。

这些所谓的永久化学品无处不在且危险。环境工作组 (EWG) 估计美国有 2 亿人的自​​来水受到 PFAS 污染,研究人员正在努力开发可以修复 PFAS 污染的技术。

“传统的地下水处理技术[已经很昂贵]。然而,由于全氟和多氟烷基物质的独特顽固性,其中一些[清理]新方法的成本更高,因为它们是能源密集型的,”纽约克拉克森大学土木与环境工程教授米歇尔·克里米说。

EWG在 700 多个美国军事场所发现了全氟和多氟烷基物质污染,这些化学物质在这些场所用于制作消防泡沫。有报道称,军方正在通过焚化剩余库存来处理剩余库存,但科学家们对此表示困惑,他们指出,没有证据表明火灾可以破坏使 PFAS 化学品持久存在的近乎坚不可摧的氟碳键。

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