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为评估吕贝克湾(Bay of Luebeck)水域被倾倒弹药中含能化合物(EC)的污染水平,研究人员开展为期 4 年的监测研究。结果显示 EC 广泛存在但浓度较低,目前对生态和人体暂无明显风险。该研究为后续弹药清理行动提供重要依据。
二战结束后,德国境内遗留了大量未使用的弹药,为实现快速非军事化和裁军,海洋倾倒成为处理这些弹药的一种方式。在德国波罗的海的吕贝克湾,就有两个弹药倾倒区,大约 65000 吨弹药在此被倾倒。这些弹药中含有的爆炸物,如硝基芳烃化合物 2,4,6 - 三硝基甲苯(TNT)及其代谢转化产物 4 - 氨基 - 2,6 - 二硝基甲苯(4-ADNT)和 2 - 氨基 - 4,6 - 二硝基甲苯(2-ADNT),被认为具有致突变性和致癌性。当它们从腐蚀的炮弹中泄漏到周围海水中时,会对海洋生态和人类健康构成潜在威胁。而且,随着时间推移,弹药持续腐蚀,其对海洋环境和人类的影响日益受到关注。但此前关于吕贝克湾海洋环境的污染数据有限,在此背景下,来自德国石勒苏益格 - 荷尔斯泰因大学医学院毒理学和药理学研究所的研究人员,与石勒苏益格 - 荷尔斯泰因环境部合作开展了一项为期 4 年的监测研究,相关成果发表在《Archives of Toxicology》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在采样方面,进行了常规水采样,每月从吕贝克湾及相关河流的多个位置采集水样;同时在特定弹药倾倒点,利用蓝贻贝和被动采样器系统进行长期监测,获取样本。在分析检测上,运用气相色谱 - 串联质谱(GC-MS/MS)和液相色谱 - 串联质谱(LC-MS/MS)技术,对各类样本中的含能化合物进行定性和定量分析。
研究结果如下:
- 常规水采样计划中 EC 浓度:在吕贝克湾采集的所有水样中都检测到了含能化合物,但平均浓度超过 1 ng/L 的只有 1,3 - 二硝基苯(1,3-DNB)、2,4 - 二硝基甲苯(2,4-DNT)和 1,3,5 - 三硝基 - 1,3,5 - 三嗪(RDX)。TNT 的浓度在部分样本中虽有高达 5.2 ng/L 的情况,但平均浓度在所有采样点和深度均低于 1 ng/L。不同采样点之间,部分含能化合物浓度存在显著差异,且在特拉沃河入海口处(Trave at Schlutrup),RDX 在水底和水面的浓度差异显著123。
- 特定倾倒点监测结果:在特定倾倒点采集的水样中,EC 浓度相比常规采样略高。被动采样器中,1,3-DNB 的含量极高,在佩尔泽哈肯 B 点(Pelzerhaken B)可达 105.4 ng/PS,其他 EC 大多低于 20 ng/PS 。蓝贻贝样本中,仅在个别个体检测到 EC,且浓度极低,1,3-DNB 和 RDX 相对常见,其他含能化合物很少被检测到,不同位置和高度的贻贝样本中 EC 浓度无显著差异456。
研究结论表明,在 4 年的研究期间,含能化合物在吕贝克湾普遍存在,但当前浓度较低,无论是整个海湾还是研究的弹药倾倒区,其浓度水平与其他类似弹药倾倒区相近。这说明目前这些含能化合物对吕贝克湾的海洋水生生物、游客和海鲜消费者尚未构成明显风险。然而,随着时间推移,水下弹药的腐蚀不断加剧,未来含能化合物的释放量可能增加,这将对海洋生物和人类健康构成潜在威胁。因此,应立即开展海洋弹药的清理工作,并且在清理过程中,需要利用多种监测手段,如对水样、蓝贻贝和被动采样器的监测,及时发现可能增加的污染情况。这项研究为即将开展的吕贝克湾弹药清理行动提供了重要的基础数据,有助于制定合理的清理策略,减少弹药污染对海洋环境和人类的长期影响,在海洋环境保护和人类健康保障方面具有重要意义。