辨別「水俁病」真兇 X射線分析作何解釋?

2021-01-15 儀器網86175

說起人類因為環境汙染而感染的疾病,60年前那起轟動全球的「日本水俁灣怪病」事件絕對值得一提。1956年,在日本海產豐富的熊本縣水俁灣附近,出現了一種怪病。其首先發生在貓身上,患病的貓步態不穩,且伴隨著抽搐和麻痺,患病後不久就死去。很快,這種不知名的怪病就轉移到了人身上,症狀與貓相似,重者往往會神經失常,時而酣睡時而興奮,身體彎弓高叫直至死亡。這一怪病後來也被稱為世界八大公害事件之一。

由於當時檢測手段與科學認識的局限性,這一疾病的起因變成了十幾年內著名的未解之謎。後來經過很長一段時間的調查,人們才認定這是由於工業廢水排放汙染造成的一種公害病。原因是附近生產氮肥、合成醋酸、氯乙烯、硫酸等工業用品的工廠,將沒有經過處理的工業汙水直接排放到了水俁灣中。而汙水中富含的汞,在水中被水生物食用後轉化成了毒性較強的甲基汞,汙染了河水和裡面的魚蝦,經過食物鏈進入到人和其它動物的體內,侵害人腦和神經系統,從而引發了這一怪病。

但近日,國際上一項新的研究顯示,甲基汞可能並不是導致「水俁病」的元兇。來自加拿大薩斯喀徹溫大學的x射線光譜學家和同事在美國斯坦福同步輻射光源下,對1959年水俁灣附近一名醫生解剖的一份實驗所用的貓腦樣本進行了研究。他們利用x射線對其進行爆破,並分析了特定分子指紋的光譜結果。檢測結果顯示,其中最符合光譜的分子並不含甲基汞,而且樣本中3/4是另一種汞有機化合物(α—乙醛汞)。

這一研究結果表明,甲基汞在「水俁病」中毒事件中並沒有起到重要作用,而此前人們認為水俁病的元兇是甲基汞的這一結論或許也不是事情的真相。但其實,在這個科學團隊的檢測過程中,也存在著諸多疑點,例如實驗用貓的小腦樣本其實是當時用於實驗推測的,其未必能夠準確反映人體的暴露情況,同時X射線的能量較高,檢測時可能破壞貓小腦組織的原有成分。而且經過60多年時間,樣本的組織可能已經發生了降解或者其他變化。

在上述實驗中,研究人員採用的是X射線技術,其主要用於檢測汞的各種存在形式。雖然還存在很多爭議,但不可否認的是,這個科學團隊的確是通過現代檢測手段,明確檢測出樣本內含有較多硫化汞,繼而推算出α—乙醛汞的暴露方式,這也為人們再次尋求「水俁病」的真兇提供了有力的分析依據。

在眾多汞中毒案例中,通常可在被汙染的魚和患病的人體內檢測到甲基汞等有機汞的存在。甲基汞的毒性很強,並且能夠通過血腦屏障,使人發生神經性疾病。目前對於甲基汞的檢測方法主要有原子螢光光譜、色譜質譜等技術。檢測前,需要先利用微波、超聲等技術對樣品進行消解、消除基體幹擾、預富集和衍生化等預處理,然後通過氣相色譜、液相色譜或高效液相色譜進行汞形態的分離,再使用原子吸收光譜儀、原子發射光譜儀、原子螢光光譜儀和電感耦合等離子體質譜儀等對樣品進行最終檢測。

新的觀點沒有得到有力的證實,甲基汞是否是「幕後真兇」也難以確定。也許水俁病的病因我們尚未研究清楚,但仍有許多科學團隊在投身其中,為此而努力著。相信隨著研究方法的不斷改進,科技的不斷進步,在未來這個難題不再是難題。

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