气候变化如何让海洋污染物变得更危险？气候与化学污染的交集
持久性有机污染物是一类极难降解的化学物质，在环境中能存在几十年不分解，同时，更容易容富集在生物脂肪中，这些特性让它们被《斯德哥尔摩公约》列为全球禁用物质。然而，最近一项研究综合了全球254项研究数据，揭示了气候变化让这些有毒化学物质变得更加危险。
气候变化对持久性有机污染物有什么影响？
持久性有机污染物（POPs）主要包括杀虫剂如DDT、工业化学品如多氯联苯以及工业生产中的副产物如二噁英等，这些物质具有半挥发性，能够通过大气和洋流进行长距离传输，从温暖的排放区域迁移到寒冷的极地地区，这一过程被称为全球蒸馏效应。
联合国环境规划署管理的《斯德哥尔摩公约》自2004年生效以来，已列入30多种POPs进行全球管控。尽管许多传统POPs已在多数国家禁用，但它们仍存在于环境中，而一些新兴POPs如全氟烷基物质PFAS目前仍在广泛使用。
大多数传统POPs亲脂性强，易蓄积在生物脂肪组织中，而PFAS类物质则倾向于与血清蛋白结合。它们在水中溶解度低，容易吸附在颗粒物和有机质上，使土壤和沉积物成为长期储存库，当这些环境介质受到扰动时，储存的POPs可能重新释放进入全球循环。
为了探究气候变化对POPs的影响，由来自美国环保署、巴西联邦大学、智利康塞普西翁大学等机构的科学家联合的研究，梳理了254项相关研究，涵盖北极、南极以及温带和热带海域的数据，最终得出了一些关键结论，气候变化不仅会加速某些有毒物质的释放，还可能让它们的毒性变得更危险。
图：按位置、研究类型和频率对气候变化-POP 数据库进行科学计量分析🔽
虚线表示 2010 年之前普遍有限的研究。
在冰冻圈，冰川和雪盖的加速融化释放出长期储存的POPs。研究表明，北极地区冰层中封存的PFAS随着融化进入海洋环境，在加拿大北极地区沉积物岩芯分析显示，PFAS浓度随冰融增加而升高。
而对于传统POPs，情况较为复杂，挪威斯瓦尔巴群岛峡湾的研究发现，冰川融化反而降低了浮游生物中的POPs水平，但α-六氯环己烷α-HCH有小幅增加，这可能因为冰川融化稀释了污染物浓度，同时新输入的水体也改变了局部生态系统结构。
在南极乔治王岛的沉积物研究则发现，冰川融水注入的湖泊中ΣDDTs平均浓度28.51 ng/g干重远高于仅靠降水和企鹅粪输入的湖泊2.5 ng/g干重。罗斯海的南极鱼体内DDTs和PBDEs含量在1981-2010年间升高，研究者认为这与冰架崩解加速导致的污染物释放有关。
气候变暖改变了大气环流模式，也会影响POPs的全球分布。北极振荡和北大西洋振荡等气候指数的变化，可能携带更多来自北美和欧洲的污染物到北极地区，模型模拟显示，1992-2015年间，气候变暖导致较轻的PCB-28同系物从北极流失增加，而较重的PCB-153因颗粒吸附保持相对稳定。
同时，温度升高也增强了污染物从水体向大气的挥发。北极监测发现，随着海洋温度上升，一些PCBs和p,p’-DDT的大气浓度反常增加，这可能是海水温度升高导致挥发性增强的结果。
在对极端气候事件研究发现，极端气候事件如洪水增加了沉积物扰动和污染物再释放。例如，在波罗的海的实验证实，洪水带来的溶解有机碳增加会促进p,p’-DDT在沉积物中的积累。
极端气候事件的另一个间接影响途径是野火频发，研究估计，野火可向大气释放PCBs等污染物，最终通过沉降进入海洋环境，随着气候变暖，野火活动增加可能成为POPs的重要二次排放源。
气候变化不仅改变了POPs的环境行为，还通过多种途径影响其生物可利用性和毒性效应。一方面，营养级结构改变影响污染物生物放大效应，另一方面，生物的生理状态变化会影响储存的POPs。
例如，在加拿大北极地区的厚嘴海鸦蛋中POPs含量随着无冰期延长和食性向亚北极猎物转变而下降。然而，一些种群如格陵兰西部的北极熊，因海冰减少转向以亚北极海豹为食，体内某些POPs水平反而上升。另一方面，北极熊因觅食困难导致体脂减少时，蓄积在脂肪中的POPs会释放进入血液循环，可能增强毒性效应。
温度升高通常会增加生物对污染物的吸收和代谢速率。实验室研究显示，虹鳟鱼在较高温度下不仅吸收更多PCBs，还产生更多具有生物活性的羟基化PCB代谢物。此外，温度升高也加速了污染物的消除。
对于部分污染物，温度上升明显增强了毒性。例如水温升高显著降低了虹鳟鱼和银鲈对硫丹的耐受性，使半致死浓度下降，效应时间缩短；在斑马鱼胚胎中，35°C与硫丹共同暴露导致脑发育异常，而单独暴露于任一因素均无此效应。
类似地，PFOS暴露加剧了石珊瑚在升温条件下的氧化应激，导致共生藻密度下降和光合效率降低。
值得注意的是，污染物可能缩小生物的热安全边际。海洋青鳉幼鱼在p,p’-DDT暴露后，热耐受范围明显缩小，显示这些种群适应温度波动的能力降低。冷水鱼类如虹鳟对硫丹的温度敏感性比温水物种更高，提示极地和冷水物种可能面临更大风险。
除温度外，目前关于海洋酸化、盐度变化和缺氧等其他气候变化因素也可能改变POPs的生物效应，但相关研究仍很有限。
在海洋盐度方面，酸化对POPs生物有效性的影响因物种和污染物类型而异。例如，地中海贻贝和菲律宾蛤仔暴露于酸化环境20天后，对PFOA和PFOS的生物累积降低；但当同时升温时，PFOS的下降趋势消失。而大西洋鳕短期暴露于高二氧化碳和PFOS后，肌肉中的性类固醇激素水平升高，这与低氧暴露通常观察到的抑制效应不同，显示酸化可能通过非pH途径影响生物响应。
盐度方面，迄今为止唯一的相关研究显示，p,p’-DDT会抑制海水适应型罗非鱼鳃部的钠钾ATP酶活性，干扰渗透调节，频繁的盐度波动可能加剧这类效应，特别是对洄游鱼类。
气候变化正在重塑持久性有机污染物在全球海洋中的分布格局和生物效应，极地作为气候变化的敏感区域，已经观察到冰融导致的污染物释放、大气传输模式改变以及食物网结构调整对POPs生物累积的影响。多项研究表明，候变化与POPs的相互作用可能引发从个体到生态系统的级联效应，这种复合压力往往产生协同作用，整体影响大于各因素单独作用之和。
参考文献：Pamela D. Noyes, Daniele Miranda, Gabriel Oliveira de Carvalho, Alessandra Perfetti-Bolaño, Yago Guida, Fábio Barbosa Machado Torres, João Paulo Machado Torres, Karina S. B. Miglioranza, Vanessa Hatje & Ricardo O. Barra ，Climate change drives persistent organic pollutant dynamics in marine environments. Communications Earth & Environment volume 6, Article number: 363 (2025)，doi.s43247-025-02348-4