研究发现:小龙虾易从食物与水中吸收锂电池锂元素,这三大部位尤为显著

更新时间 2024-03-25 14:57:02

近日,在美国化学学会春季会议(ACS Spring)上,来自美国密西西比学院卡泽里实验室(Kazery's lab)的研究人员汇报了近期的研究成果——他们用添加了锂的食物喂食小龙虾,发现锂元素可以在小龙虾体内富集。

生物学教授约瑟夫·卡泽里(Joseph Kazery)表示:“作为水生生物,小龙虾可以吸收大量溶解在水中的锂。由于其他动物——包括我们人类都会吃小龙虾,通过研究小龙虾,可以看出锂如何通过食物链富集、以及有没有可能进入我们的体内。”“如果小龙虾的饲养地在垃圾填埋场或污染地附近,水流的带动可能让小龙虾暴露在锂元素中,会造成什么影响还不完全清楚。”研究人员贾维安·欧文(Javian Ervin)说,“我自己也吃小龙虾,所以这个问题对我来说很重要。”其实,早在锂离子电池普及之前,锂曾经被用作治疗情绪障碍的药物。从那时起,锂元素就开始进入供水系统了。此前有研究发现,高浓度的锂会对人体健康产生毒性作用,比如可能损害心肌细胞、导致意识模糊和言语障碍。当然,在一般情况下,水源和环境中的锂元素含量还是很低的,不至于造成中毒。其他动物研究还发现,锂会导致肾脏损伤和甲状腺功能减退(简称“甲减”)。

还有研究表明,当锂在植物中积累时,会抑制植物的生长。尽管美国环境保护署建议,废旧锂电池要扔到专门的回收点,但卡泽里教授表示,大多数锂电池最后的归宿都是垃圾填埋场。他说,随着电子产品需求的迅速飙升,加上废电池回收管理得不够严格,未来锂可能会成为一种重要的环境污染物。而小龙虾作为一种很“宅”的水生生物,只需要一片小小的水域就能过完一辈子。也正是因为如此,通过测量它们体内的毒素富集程度,可以侧面反映这片水域的污染情况,堪称“活体试纸”。

如果它们体内富集了锂元素,就有可能通过食物链直接或间接地传递给捕食者,包括人类。1. 吃了含锂食物后,小龙虾的这些部位更容易聚集锂元素为了做这个实验,研究团队购买了一些小龙虾。

图片来源:参考资料[1],拍摄者:Javian Ervin

研究人员安德鲁·杜伯特(Andrew Doubert)是这样想的:人的肝脏是解毒的器官,会先把毒素聚集起来,再进行转化、清除。那在小龙虾的肝胰脏里一样会聚集毒素,是不是也包括锂元素呢?(特别提醒:小龙虾看上去诱人的“虾黄”,实际就是这个肝胰脏,并不是所谓的虾籽!肝胰脏是小龙虾的解毒器官,水中的重金属、污染物以及寄生虫都会通过肝胰脏。此外,小龙虾的鳃、胃等内脏也大多数在头胸部。虽然人工养殖的小龙虾一般不会重金属超标,但小龙虾头里的这些部位,还是建议大家尽量少吃或不吃。)为了找到答案,杜伯特给5只小龙虾喂食了添加锂离子的食物,给另外5只喂食了不含锂的食物。一周后,他检测了这些虾四个器官中的锂含量,发现:小龙虾胃肠道(其中肠子就是“虾线”)中的平均锂含量最高,其次是鳃、肝胰脏,而虾尾肚子上的肌肉最低。

研究人员认为,胃肠道之所以锂含量最高,是因为消化道较长,添加锂的食物在消化过程中会有所停留;同时,锂被排出体外的过程会经过鳃和肝胰腺。当然,我们吃小龙虾,主要是吃虾尾上的肉。这次研究发现,虾尾似乎也可以吸收一些锂,但相比其他部位,还是不那么容易吸收的。杜伯特还发现,他喂给小龙虾的锂中,有27.5%已经从胃肠道进入了其他组织。我们知道,越是食物链上端的动物,如果吃了受污染的猎物,就会富集越高水平的有毒物质。所以在小龙虾的捕食者体内,锂富集的程度可能会更高。研究人员预测,在如此高的吸收率之下,人类和其他吃小龙虾的动物体内聚集的锂可能会更多(目前只是推测,还没有证实)。

2. 温度对小龙虾吸收锂的影响在小龙虾栖息的水域,全年水温变化很大。这些变化会影响动物的新陈代谢,甚至让它们在冬季很不活跃。知道这一点后,欧文决定研究温度对锂吸收的影响。他把一组小龙虾放进水温低(10℃)的水箱、另一组小龙虾放在水温高(32℃)的水箱中,并在水中添加了恒定浓度的锂离子。5天后,他发现,在水温高的水箱中,有2个部位对锂的吸收会增加——小龙虾肚子上的肉和虾壳。这些结果表明,在温暖的月份,小龙虾体内的锂可能会更多。另外,在温暖的水中,小龙虾的体重也有所下降。欧文说,目前还不清楚它们的体重减轻是不是和体内积累的锂有关。研究团队计划跟进这些结果继续下一步研究。“很多人觉得,如今锂电池的广泛使用是好事情。但更重要的是,我们要探索它可能对未来造成什么影响。”杜伯特说。需要提醒的是,本研究只是人为地在市售小龙虾的食物和水箱中添加了锂元素,目的是检测小龙虾的哪些部位可能富集锂。至于人工养殖或野生的小龙虾是否被锂污染、吃了这样的小龙虾是否会对人类健康造成影响——这些问题都还停留在推测阶段,需要更多研究去证实。而且,目前这个研究只是在学术会议上进行了汇报(今年的美国化学学会春季会议包含12000场关于一系列科学主题的演讲),还没有发布在期刊上,也没有经过同行评议。期待后续能看到更完整的研究成果发表出来。

 

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参考资料:

[1] Crawfish could transfer ionic lithium from their environment into food chain. Retrieved Mar 22, 2024 from ,

[2] 小龙虾头部藏着内脏.Retrieved Mar 22, 2024 from https://www.lifetimes.cn/article/4BGdqYVxh8H

[3] “虾黄”是肝胰脏不能吃?还有人吃到走不了路!医生这样说. Retrieved Mar 22, 2024 from https://hznews.hangzhou.com.cn/kejiao/content/2022-05/26/content_8264978.htm