中华白海豚（Sousa chinensis）是一种栖息于西太平洋和东印度洋沿岸浅水区的海洋哺乳动物，也是唯一以“中华”命名的鲸类。它们主要生活在我国东南沿海的河口与海湾咸淡水交汇处，是国家一级保护动物，也被誉为“水上大熊猫”和近岸生态系统的旗舰物种。上图是一头中华白海豚。
平时大家换手机、或是买大彩电的时候，关注点大都在屏幕够不够亮、分辨率高不高等参数上。但很少有人会去想，这些显示屏里必须用到的一种化学物质——液晶单体（LCMs），在设备报废之后都去哪儿了。长期以来，这类物质被认为是相对稳定的工业成分；但一个最新的科学研究揭示了一个令人不安的事实：这些人造化学分子，已经跨越了陆地边界，进入海洋，并积聚在濒危海洋哺乳动物的组织器官中，甚至穿透了极其严密的血脑屏障。
上图：南海鲸豚类组织中液晶单体（LCMs）的分布情况。图中展示了2018年至2021年间，采集自南海海域的中华白海豚（SC）与印太江豚（NP）的脂肪、大脑、肌肉、肝脏及肾脏样本数据。其中，图（a）反映了不同组织中LCMs的化学组成特征；图（b）通过箱线图对比了各组织中LCMs的总浓度分布，中位线代表平均水平，箱体上下边界分别对应25%和75%的分位数。该图直观地揭示了此类电子化学品在濒危海洋哺乳动物不同器官中的蓄积差异，尤其是大脑组织中的检出情况。
海潮天下（Marine Biodiversity）小编读到一篇发表在《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）上的研究，由来自汕头大学海洋科学研究所的梁波（Bo Liang）和香港城市大学能源及环境学院的何宇鹤（Yuhe He）等多位环境科学专家共同完成。该研究团队系统分析了2007~2021年间，从南海海域收集的中华白海豚和江豚的组织样本。这些鲸豚类动物处于海洋食物链的顶端，是衡量生态系统健康水平的重要“哨兵”生物。研究结果挺让人脊梁骨发凉的：这些东西已经顺着电子垃圾和废水，一路钻进了南海的中华白海豚、印太江豚的大脑里。为助力全球环境治理、并供我国学者了解最新研究动态信息，编译分享信息如下，供感兴趣的读者们参阅。
我们知道，液晶单体是控制显示器光线通过的关键材料。随着电子产品迭代加快，全球每年产生的液晶设备垃圾预计到2030年将达到惊人的7400万吨。由于这些化学分子具有持久性和生物蓄积性，它们会随着工业废水、或电子垃圾拆解进入河流，最终汇入海洋。
这项研究的实验结果表明，液晶单体在这些鲸豚的脂肪、肌肉、肝脏和肾脏中均有发现。更具突破性、且令人担忧的是，研究人员在它们的大脑组织中也检测到了这些物质。这意味着，液晶单体具备穿透哺乳动物血脑屏障的能力。
大家知道，血脑屏障本身就是生物为了保护神经系统进化出来的“防火墙”，一般的脏东西很难钻过去。但这种现象还是头一回被实锤——在此之前，科学界从未在野生哺乳动物体内观察到这种现象。毕竟，血脑屏障是生物体保护神经系统免受有害化学物质侵害的关键防线，液晶单体的侵入意味着这种保护机制在新型持久性污染物面前正面临严峻挑战。
上图：液晶单体（LCMs）在不同环境介质中的浓度对比及其与其他污染物的比较。图（a）汇总了LCMs在空气、室内灰尘、沉积物及生物样本等多种介质中的最大检出浓度，所有数值均已统一换算为ppb以便于跨介质对比；图（b）展示了南海鲸豚类脂肪组织中，LCMs与DDT、多氯联苯（PCBs）、卤代阻燃剂（HFRs）等传统持久性有机污染物的浓度水平差异。该图直观地反映了LCMs作为一种新兴污染物，虽然目前在生物体内的整体累积水平尚低于传统的DDT和PCBs，但在环境介质中已表现出广泛的渗透性。
研究人员溯源分析发现，这些化学物质主要来源于家用电器和沿海地区的电子垃圾处理。他们发现了一个很有意思，也挺讽刺的规律，江豚脂肪组织中液晶单体含量的演变趋势，跟全球液晶显示屏生产规模的变化呈现出高度相关性。具体来看，2007年到2015年间，含量随产量一同上升；而2017年之后，随着LED等新技术开始取代传统液晶屏幕，江豚体内的累积量也出现了一定程度的下降。
这直接证明了人类消费电子产品的工业活动与海洋生物体内的化学负荷之间存在紧密的因果链路。换句话说，人类在岸上买得越多、扔得越多，海里的生物体内积攒的化学物质就越重。这些东西并不是凭空出现的，主要源头就是咱们家里的旧电器，或者是沿海那些处理不规范的电子垃圾回收点。
上图：鲸豚类体内液晶单体（LCMs）的来源解析。该图利用正定矩阵因子分解-多元线性回归（PMF-MLR）模型，识别出了四个主要的污染来源因子。图（a）展示了模型提取出的四个因子的化学组成特征，仅列出了具有强代表性的化合物种类；图（b）则定量分析了这四个因子对不同组织样本中总液晶单体（ΣLCMs）浓度的贡献占比。
为了评估这些物质的生物毒性，科研人员还专门培养了海豚的皮肤和肾脏细胞进行实验。转录组测序结果显示，液晶单体这东西并不老实，它会引起细胞里的DNA损伤，甚至让细胞停止分裂。这意味着，这些长期生活在污染海域的海豚，不仅身体其他器官在受损，连神经系统可能都在面临慢性威胁。
上图：鲸豚类细胞在液晶单体（LCMs）暴露下的转录组学分析结果。图（a）和（b）分别用火山图展示了鲸豚肾成纤维细胞（MHKF）和皮肤成纤维细胞（MHSF）在接触特定浓度LCMs后基因表达的差异情况，散点位置反映了基因上调或下调的显著性及倍数。图（c）至（f）则基于差异表达基因（DEGs）集，利用Metascape工具聚类出了代表性的功能富集项，其中（c、d）为MHKF细胞的上调和下调功能项，（e、f）为MHSF细胞的上调和下调功能项。
结论+讨论
南海作为全球生物多样性的热点海洋区域，是中华白海豚（Indo-Pacific humpback dolphins）与江豚（finless porpoises）等珍稀海洋大型动物的关键栖息地。然而，作为处于海洋食物链顶端的掠食者，这些鲸豚类动物正面临着人为污染物的严重威胁，这些物质在它们体内不断蓄积，直接干预其生存状态。
在本次研究重点筛查的62种液晶单体（LCMs）中，有38种在所分析的63份组织样本中留下了踪迹。不仅如此，通过对包含1173种液晶单体专利及文献数据的数据库进行高分辨率质谱比对，研究团队在鲸豚组织中进一步锁定了27种疑似液晶单体的分子结构，其中DFEBB和TFPrBB已得到明确证实，而其余化合物也已根据分子式初步确定。
上图：鲸豚类体内液晶单体（LCMs）浓度的随时间变化趋势及关键影响因素。图（a）用热图展示了不同LCMs单体与总浓度（ΣLCMs）之间的相关性；图（b）对比了两个历史时段（2007~2017年与2018~2021年）的浓度水平变化；图（c）散点图结合线性拟合，揭示了采样年份与浓度之间的统计学关联，反映了环境负担的演变轨迹。此外，研究还对比了幼体与成年个体（d）、以及雌性与雄性个体（e），探讨了年龄和性别对污染物蓄积的影响。图中所有浓度数据均基于脂重（lipidweight）进行标准化，以消除个体脂肪含量差异带来的干扰。
这项研究提供了关键的证据，首次揭示了源自日常家用电器和电子垃圾的新兴污染物——液晶单体，已经在野生鲸豚的肌肉、大脑、脂肪、肝脏和肾脏等多种组织中形成了累积。数据显示，这些鲸豚体内总液晶单体（ΣLCMs）的最高浓度达到了203ng/g，其中白海豚的平均含量为53.6ng/g（干重），江豚则为32.7ng/g。在不同的身体部位中，污染物的分布呈现出明显的差异。在白海豚体内，脂肪和肌肉是主要的蓄积点；而在江豚身上，大脑组织的受污染程度仅次于脂肪。这种分布逻辑与液晶单体的亲脂特性高度相关，高浓度的脂质使得脂肪组织成为了这些化学分子的天然“收纳库”，同时也解释了为什么脂质含量丰富的肌肉和脑部会成为污染的重灾区。
最令科研界感到不安的发现，莫过于液晶单体在大脑组织中的普遍存在。在自然界的防御机制中，血脑屏障是一道极难逾越的防线，过去仅有极少数像多氯联苯（PCBs）或全氟化合物（PFASs）这样的持久性有机污染物被证明能够渗透其中。液晶单体能够闯入鲸豚的大脑，意味着这种新型电子化学品已经突破了哺乳动物最严密的生化保护层。虽然目前还没有获得液晶单体直接破坏神经组织的定论，但这种深度渗透无疑为海洋哺乳动物的神经健康埋下了巨大的隐患。
上图：香港海域的一头中华白海豚。
这项研究填补了电子化学品在海洋顶级掠食者体内迁移路径的空白，向人类社会发出了预警。该研究指出，液晶单体具有持久性和生物蓄积性，一旦进入自然循环，极难降解。说到底，大自然是个闭环。这些原本锁在屏幕里的化学分子，通过我们随手扔掉的旧手机、旧电脑，经过海洋食物链的层层传递，最后又回到了生物体内。如果处于相同生态环境中的海洋哺乳动物已经受到如此深度的渗透，那么作为电子产品重度使用者的人类，其潜在的健康风险同样不容忽视，加强电子废弃物的规范化治理和对新型持久性污染物的监管，已成为保护海洋生物多样性及公共卫生的紧迫课题。
01
液晶单体
液晶单体（Liquid Crystal Monomers, LCMs）是液晶显示面板（LCD）中的核心化学成分。它始于1888年奥地利植物学家莱尼泽在加热胡萝卜提取物时发现的“双熔点”奇观，随后由德国物理学家雷曼正式命名为“液晶”，但在长达半个多世纪里仅被视为一种物理学上的奇谈；直到1968年首个显示装置问世，特别是1973年乔治·格雷合成出化学性质极其稳定的联苯型液晶，这种材料才真正走出了实验室，开启了从电子计算器、腕表到如今统治全球高清显示屏的商业帝国。
在分子层面，它们具有特殊的排列特性，能通过改变电场来控制光线的通断，从而让我们看到图像。这个研究指出，这类物质具有持久性、生物蓄积性和毒性（PBT），且目前全球每年产生数千万吨相关的电子垃圾，使其成为一种典型的新型环境污染物。
上图：第三届联合国海洋大会（UNOC3）现场的一个液晶屏。
02
血脑屏障穿透（Blood-Brain Barrier Penetration）
血脑屏障是循环系统与中枢神经系统之间的一层天然保护膜，负责阻挡血液中的有害物质进入大脑。简单来说，血脑屏障（BBB）就是大脑的一套“安检系统”。它不是一层简单的薄膜；它是一组由紧密排列的内皮细胞、星形胶质细胞和基底膜构成的精密防御网。这套系统的核心任务只有一个：严格控制血液里的物质进入中枢神经系统，确保大脑这个司令部在一个极其纯净、稳定的环境中运行。
液晶单体（LCMs）这种物质之所以引起科学家的高度警觉，是因为它展现出了“非法潜入”大脑的能力。也就是这项研究的惊人的发现——液晶单体能够突破这道屏障，在鲸豚类的大脑组织中富集。这种穿透能力意味着该物质可能具有潜在的神经毒性，会对海洋生物的认知和行为产生深远影响。
03
持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants, POPs）
虽然液晶单体是新兴的污染物，但它表现出了类似传统污染物（如DDT或多氯联苯）的特性。所谓“持久性”，是指这些化学物质进入自然界后极难降解，可以在大气、水体和生物体内长期存在，并随着食物链不断向上层累积和放大。
举一而反三，我们来思考几个小问题（没标准答案，仅供激发好奇、启发思考）。
Q1: 人类往往默认科技进步是无害的、有用的；为了更快的响应、更薄的屏幕，化学家合成出了成千上万种在自然界演化史上从未存在过的液晶分子。当这些分子具备了穿透血脑屏障这种自然界最严密防御系统的能力时，你觉得，人类对“高清视觉体验”的无止境追求，是否正在以牺牲生物基本的“神经安全”为代价呢？
Q2：海豚是大海的“哨兵”，如果正如这个研究所说、它们体内的液晶单体含量与全球产量挂钩，那么，这实际上是一次全地球规模的生物实验了。既然这些物质已经证明可以进入哺乳动物的大脑、并导致DNA损伤，那么作为这些产品的制造者和使用者，人类在日常的室内灰尘、食物链和皮肤接触所摄入的剂量，会不会已达到了足以改变人类神经发育、或是遗传健康的临界点？
上图：白鱀豚的大脑标本。鲸豚作为淡水或海洋食物链顶端生物，其大脑污染状况直接反映生态风险。
Q3：电子垃圾的“全球流转”逻辑，本质上讲，是不是一种污染的“空间转换”陷阱？城市的人们习惯于在发达城市享受最先进的电子产品，然后将其作为垃圾运往沿海或落后地区进行处理。但这篇研究证明，这些在岸上被拆解的分子，最终会通过洋流和食物链，重新汇聚在海洋生物甚至人类的身体里。这种治理模式其实一言以蔽之，就是“眼不见为净”。你觉得，在循环往复的生态圈面前，是否只是一种极其短视的自我欺骗？
Q4：南海周边（尤其是珠三角地区），是全世界电子产品生产最密集的地带。从零件加工到组装，再到废旧电器的拆解，一整条产业链都在那儿。特别是珠江口，是南海的一个重要入海口，周边城市群高度发达，城市里的生活污水、工业废水，以及随雨水冲刷下来的室内灰尘，多顺着江水汇入南海。南海作为繁忙的航道，又是中华白海豚和印太江豚这些珍稀海洋哺乳动物的核心栖息地，这些动物属于典型的“本海居民”，它们一辈子可能就在这片海域活动。若真如这个研究所揭示的情况，那么你觉得，下一步究竟该如何来改进对中华白海豚、印太江豚的保护策略呢？
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