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一種鮮為人知的化學品系列——對金屬加工行業至關重要,但對公眾幾乎不為人知——突然成為美國環境保護署審查的物件。
這些化學物質被稱為短鏈氯化石蠟,它們在環境中持久存在,在人類母乳中積累,可以殺死小型水生生物,並傳播到地球偏遠地區。
自 20 世紀 30 年代引入以來,這些被稱為 SCCP 的化學物質很少受到美國當局的關注。但現在,EPA 以前所未有的舉動,已將它們列入可能受到該機構監管的令人擔憂的化學品清單,因為它們對野生動物和環境構成風險。
“我們在世界各地都發現了 SCCP,”EPA 國家專案化學品部門代理副主任塔拉·亨利說。“我們已經在北極地區的動物身上發現了它們,並且在全球多個地方的人體組織中也測量到了它們。”
儘管有證據表明 SCCP 廣泛暴露,但很少有科學家積極研究 SCCP 的普遍性、毒性和生態影響。相比之下,其他持久存在於環境中的化學物質——如滴滴涕和二噁英——受到了研究人員更多的關注。
加拿大曼尼託巴大學的環境化學家格雷格·托米說:“人們對這些化合物的認識很少。”“這肯定不是一種人們關注的化學物質。”
氯化石蠟是一類複雜的人造化合物,主要用作金屬成型和切割中的冷卻劑和潤滑劑。它們也用作橡膠、油漆、粘合劑、密封劑和塑膠中的增塑劑和阻燃劑。該化學品系列根據其碳骨架的長度分為短鏈、中鏈和長鏈石蠟。
據 EPA 稱,美國每年約使用 1.5 億磅氯化石蠟。總部位於俄亥俄州的 Dover Chemical Corp. 是美國唯一的 SCCP 製造商,但未回覆採訪請求。
儘管歐洲限制了 SCCP 的使用,但其在中國的生產正在增長,可能在印度也在增長,這引發了人們對全球人類和野生動物暴露水平可能正在上升的擔憂。
中國的化學品產量在不到 20 年的時間裡增加了 30 倍。
阿姆斯特丹自由大學 (VU University) 環境研究所化學與生物學系主任雅各布·博爾說:“我們目前非常擔心。”“中國氯化石蠟產量的增長呈指數級增長。”
在史無前例地使用 1976 年《有毒物質控制法》的情況下,EPA 在 12 月將 SCCP 列入可能對健康和環境構成不合理風險的四種化學品清單。在其行動計劃中,EPA 宣佈打算調查和管理這些風險,可能限制或禁止未來在美國使用 SCCP。
這是 EPA 首次調查這些化合物,這些化合物在歐洲已經受到監管,並在加拿大正在接受審查。
根據聯合國斯德哥爾摩公約審查委員會(一項限制有毒化合物的國際條約)的報告,科學家們在北美、亞洲、歐洲和北極的空氣、陸地、食物、廢水以及河流和海洋沉積物中發現了這些化學物質。
托米說:“你幾乎可以在任何你去尋找它們的地方找到它們。” 他在五大湖地區的沉積物中發現了高濃度的 SCCP。
SCCP 正在北美和歐洲的淡水魚類(如鱒魚和鯉魚)、加拿大北極地區的海洋哺乳動物(包括白鯨、環斑海豹和海象)、瑞典的陸地動物(包括兔子、駝鹿和馴鹿)以及英國的鳥類和海鳥蛋的脂肪組織中積累。
此外,根據 2008 年對安大略湖鱒魚的實地研究,某些 SCCP 可能會發生生物放大——這意味著它們的濃度隨著食物鏈的傳遞而增加。
根據 EPA 行動計劃,研究人員還在人類的肝臟、腎臟、脂肪組織和母乳中測量到了 SCCP。在 2006 年英國的一項研究中,從倫敦和蘭開斯特婦女的 25 個母乳樣本中,有 21 個樣本中發現了痕跡。在 1997 年托米及其同事進行的一項研究中,還在加拿大北極地區因紐特婦女的母乳中測量到了 SCCP。
然而,由於很少有科學家研究 SCCP 的毒性及其對健康和環境的影響,因此廣泛暴露的後果仍不清楚。
SCCP 對小型水生無脊椎動物以及魚類和其他動物賴以生存的植物具有劇毒,因此這些化學物質可能會危及水生生態系統。但是,對人類和其他哺乳動物的毒性更難確定。
“我不能確定這些化合物現在是否正在對生物體構成挑戰,”托米說。“但由於它們具有永續性,我們可以預期它們會繼續積累。在某個時候,將會出現嚴重的擔憂。”
根據 2000 年歐盟風險評估,實驗室測試表明,SCCP 對水蚤(一種小型水生甲殼類動物,是湖泊、河流和其他生態系統的重要食物來源)具有劇毒。
對於魚類,這些化合物的急性毒性較低,但長期暴露會損害它們。根據加拿大研究人員的一項研究,以食物中的 SCCP 餵養的虹鱒魚患上了嚴重的肝腫瘤。
導致魚類腫瘤的濃度“與五大湖受汙染地點的無脊椎動物和魚類中報告的水平相當。然而,與環境相比,這些實驗中的暴露濃度可能要高得多,需要進一步研究,”根據 1999 年的研究,該研究的主要作者是德里克·繆爾,他是世界領先的魚類和野生動物永續性汙染物專家之一。採訪繆爾的請求遭到加拿大環境部的拒絕。
其他研究發現,SCCP 會導致綠頭鴨的蛋殼輕微變薄,並可能損害水獺的肝臟。
儘管沒有關於 SCCP 對人類影響的研究,但 SCCP 會導致實驗室大鼠和小鼠患癌症,特別是損害肝臟、甲狀腺和腎臟。儘管如此,EPA 的行動計劃和聯合國報告指出,這些癌症在齧齒動物中誘發的機制與人類健康無關。
根據 EPA 行動計劃,對於不在金屬行業工作的人來說,接觸這些化學物質的主要途徑是食物。
2002 年,研究人員在歐洲的牛奶和黃油中測量到了 SCCP。在日本的許多不同食物中也發現了 SCCP,包括穀物、糖、糖果和零食、蔬菜、水果、魚、肉和牛奶。根據 2005 年在日本進行的研究,貝類、肉類和脂肪(如人造黃油和油)中的濃度特別高。
這些化學物質是如何進入環境的尚不清楚。“我們可以肯定地說已經發生了暴露,但它們究竟是如何進入環境的卻是一個難題,”EPA 的亨利說。
EPA 行動計劃指出,可能的途徑包括意外洩漏、處置徑流和汙水處理廠的流出物。“SCCP 可能會在生產、運輸、儲存和工業使用過程中釋放出來,”托米說。
他說,這些化學物質也可能從商業塑膠和橡膠產品中滲出,在這些產品中,它們被用作阻燃劑和增塑劑。一旦進入環境,SCCP(不溶於水)就會與沉積物和微小的水生生物結合,從而沿著食物鏈向上移動。
根據托米的說法,氯化石蠟固有的複雜性使得難以識別和分析它們。
托米說:“由於其複雜性,世界上只有少數幾個實驗室,屈指可數,正在積極從事這方面的研究。”“這使得多氯聯苯 [polychlorinated biphenyls] 和多溴二苯醚 [polybrominated diphenyl ethers] 在檢測和定量方面顯得易如反掌。”
亨利同意說:“它們很難表徵。”“對於什麼是短鏈氯化石蠟,存在不同的解釋。”
結果是,與滴滴涕等其他持久存在於環境並在人類和野生動物體內積累的化學物質相比,EPA 對 SCCP 的瞭解要少得多。“與其他永續性化學物質相比,關於 SCCP 的毒性和暴露資料最少,”亨利說。
儘管如此,一些機構已經對它們進行了監管。它們在歐洲的使用和銷售受到限制。加拿大衛生部和加拿大環境部都已根據 1999 年的《加拿大環境保護法》將所有氯化石蠟視為“有毒”物質。採訪研究 SCCP 的加拿大環境部科學家的請求遭到拒絕。
根據他們的新行動計劃,EPA 將考慮根據有關 SCCP 對環境和健康影響的證據,使用《有毒物質控制法》“禁止或限制 SCCP 的製造、進口、加工或商業分銷、出口和使用”。
儘管 EPA 表示希望迅速採取行動來解決 SCCP 構成的風險,但該機構不知道何時才能做出任何監管決定。
根據聯邦有毒物質法律,EPA 維護著一份超過 80,000 種獲准在美國使用的化學品清單。如果一家公司想要生產或使用未在該清單中找到的化學品,他們必須透過提交一份描述其環境影響的製造前通知來獲得 EPA 的批准。
根據 EPA 的說法,一些美國公司正在使用未出現在清單上的氯化石蠟。塔拉說,EPA 的第一步是找出原因。
氯化石蠟工業協會執行董事兼 RegNet 環境服務公司總裁羅伯特·芬斯特海姆表示,他並不特別擔心 EPA 行動計劃的潛在結果。
芬斯特海姆說:“對工業界的影響不會是大規模的。”“鑑於生產和使用的數量有限,我們假設大多數使用該產品的人已經採取了負責任的管理措施。他們不需要做任何他們尚未做的事情。”
芬斯特海姆對 EPA 估計的美國每年使用 1.5 億磅氯化石蠟的說法提出異議。他說,需求量更接近每年 5000 萬到 6000 萬磅,並且還在下降。
他說:“這不是一種高容量化學品。”“它的生產價值已經下降了一段時間。”造成分歧的原因可能是難以準確定義什麼是短鏈氯化石蠟。
SCCP 在加拿大、歐洲和美國的製造和使用量有所減少,但中國的產量正在快速增長。
阿姆斯特丹自由大學的博爾說:“如果必須限制這種生產,那將是中國金屬行業的一個重大問題。”他說,產量的增加也可能加劇這些化學物質的生態風險。
根據中國北京環境化學與生態毒理學國家重點實驗室的江桂斌在 2009 年的報告,中國的氯化石蠟產量從 1990 年的 2 萬噸飆升至 2007 年的 60 多萬噸。如果這種速度持續下去,僅中國的產量很快就會超過 PCB 的整個歷史全球用量,儘管 PCB 在 32 年前就被禁止,但它仍然是全球關注的汙染物。全球 PCB 總產量為 130 萬噸。
博爾說,印度也可能正在增加 SCCP 的產量。
儘管 SCCP 被明確定義為具有 10 到 13 個原子長的碳骨架,但對於哪些工業產品包含哪些氯化石蠟仍然存在很大的爭議空間。例如,TSCA 清單並未區分不同碳鏈長度的氯化石蠟。
芬斯特海姆說,這些公司認為他們使用的化學品已經包含在 TSCA 清單中,但 EPA 不同意。
儘管研究這些複雜化學物質存在固有的困難,但托米表示,研究人員需要繼續監測它們的環境水平以及對人類和野生動物的毒性。
他說:“我願意相信在未來幾年你會看到更多的研究。”