2017年10月17日——人造甜味劑遍佈整個雜貨店的產品,從減肥汽水到酸奶,幫助人們控制卡路里和體重。事實證明,它們的大受歡迎賦予了人造甜味劑——尤其是三氯蔗糖——除了幫助控制體重或碳水化合物之外的目的。三氯蔗糖,以及在某種程度上乙醯磺胺酸鉀,也可能透過幫助研究人員和水資源管理者識別汙染物熱點,以便更好地管理它們,從而在減少水汙染方面發揮作用。
三氯蔗糖正越來越多地被專家稱為“示蹤劑”——一種可以幫助識別汙染物來源的物質。這種能力對於維護地表水和飲用水供應的水質非常重要。
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甜蜜策略
示蹤劑的概念並不新鮮:其他物質,主要是咖啡因和某些藥物——所有這些物質都以足夠的量使用,專家稱它們在家庭廢水中無處不在——已被用來識別流經排水管道的水。但三氯蔗糖——Splenda 的主要成分,存在於各種其他產品中,包括一些蛋白質棒和無糖糖果——正脫穎而出,因為它非常穩定。研究人員喜歡使用它,因為它不易在環境或水處理廠中降解。
佛羅里達國際大學副教授皮耶羅·加迪納利說:“人造甜味劑的全部目的是身體不將其識別為燃料,因此您不會將其用於能量。” “我們已經看到,如果您將其放入廢水處理廠,它不會發生任何變化,因為微生物也不會將其識別為食物。”
例如,如果水質管理人員在河流中檢測到三氯蔗糖,他們可以將其用作存在一定量廢水的警示訊號。這意味著三氯蔗糖隨著原汙水進入廢水處理廠,並隨著處理後的水排放到環境中而離開。實際上不可能測試廢水中可能存在的每一種汙染物——但例如,如果水質管理人員在河流中檢測到三氯蔗糖,他們可以將其用作存在一定量廢水的警示訊號。然後,他們可以仔細觀察,看看可能還存在哪些其他汙染物,並可能危害河流的健康。
“每一滴家庭廢水——無論是經過處理的、部分處理的還是完全處理的,極少數例外——它都會在釋放的任何地方引入三氯蔗糖。因此,這幾乎是追蹤家庭廢水的完美方法,”加迪納利說。他說,他注意到全國乃至世界各地越來越多的機構在其水質計劃中使用這種追蹤策略。
例如,為洛杉磯地區供水的南加州大都會水區每年監測其水中的三氯蔗糖——以揭示處理後廢水的存在——該區首席環境專家斯圖爾特·克拉斯納說。三氯蔗糖已在美國其他地區和整個歐洲用於類似目的,佛羅里達國際大學的亨利·布里塞尼奧教授也表示,他正在與美國國家海洋和大氣管理局合作,將其應用於評估颶風艾爾瑪的影響。
布里塞尼奧發現,三氯蔗糖有可能不僅可以用作示蹤劑——標記潛在問題——還可以用作指標,這意味著它可以幫助確定問題的程度。他根據他所做的幾項分析提出了研究結果,表明一旦水體中的三氯蔗糖水平升至 57 萬億分之幾以上,就表明該水體正在經歷一定程度的人類影響和富營養化的開始——營養物負荷會促進植物生長並使動物窒息。他說,當水平超過 150 萬億分之幾時,損害程度被認為是顯著的。
對動物的影響?
雖然水資源管理者表示,水中三氯蔗糖似乎對環境幾乎沒有或沒有負面影響,但一些研究人員指出,缺乏廣泛的研究來支援這一說法。
到目前為止,尚未報告對水生生物的明顯威脅,但在現有研究的綜述中,南卡羅來納大學化學教授蘇珊·理查森強調了一些研究,這些研究發現至少對某些動物有潛在影響,包括對其行為和生理的影響。一項研究例如,發現三氯蔗糖暴露改變了甲殼類動物的運動以及水蚤的游泳速度和高度。今年早些時候,研究人員報告發現三氯蔗糖暴露與鯉魚的氧化應激之間存在關聯。
即使是三氯蔗糖分解時形成的化合物的影響,可能也研究得更少。更大的擔憂是三氯蔗糖的濃度只會增加,而且尚不清楚這對生態系統意味著什麼。即使是三氯蔗糖分解時形成的化合物的影響,可能也研究得更少,儘管它非常穩定,但仍會在一定程度上發生分解。
一項研究發現,這些化合物可能會透過干擾光合作用或糖類運輸等方式影響水生生態系統;它還發現,乙醯磺胺酸鉀(另一種也曾用作示蹤劑但可能在環境中不太穩定的人造甜味劑)的副產品可能對生態系統產生更大的影響。該研究的作者還提出了一種廢水處理廠可以使用的技術,以最大限度地減少這些副產品的形成(如果它們確實被證明是有問題的)。
為政策提供資訊
目前尚不清楚使用三氯蔗糖作為示蹤劑或指標可能帶來的更大好處是什麼。克拉斯納研究了三氯蔗糖在幫助檢測飲用水淨化廠形成消毒副產物的風險方面的潛力。消毒副產物是潛在的毒性化合物,當用於處理飲用水的消毒劑與水中的化合物(可能來自多種來源,包括處理後的廢水)發生反應時形成。克拉斯納已與美國環境保護署討論了使用三氯蔗糖確定風險並最終預防消毒副產物形成的可能性,美國環境保護署目前正在審查其管理供水中這些化合物的規則。
布里塞尼奧說,他希望在適當的情況下,三氯蔗糖有助於提供的資料最終能夠影響政策。
他正在進行一個專案,研究佛羅里達海岸珊瑚的健康狀況與廢水中某些細菌濃度的關係,他正在使用三氯蔗糖來幫助檢測。
他說:“如果我們能夠證明這些排放口在某種程度上影響了珊瑚礁,我們可以向政治家提供建議或資訊。” “我希望他們傾聽問題所在,我們可以開始思考如何解決問題。”
