[闲聊] 海洋友善 之好锌做坏事篇

楼主: a27376217 (Noma)   2021-12-13 17:51:15
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先上个拙作
防晒成分|EP2. 氧化锌:伪装海洋友善的海洋杀手
https://www.youtube.com/watch?v=LO0_34xw5GQ
影片摘要如下:
防晒市场趋势使用氧化锌多于二氧化钛,因为它能覆蓋到UVA波段。使用氧化锌取代化学
防晒不外乎光稳定性,皮肤刺激性和贺尔蒙干扰这些原因,但多项研究指出氧化锌可能严
重伤害海洋生态。
根据粒子大小和涂布层的有无,主要可分成未涂布微米氧化锌、未涂布奈米氧化锌和涂布
奈米氧化锌3种。
未涂布微米氧化锌
调制5种市场取向的防晒乳产品,当化学防晒成分和氧化锌共同存在时,对斑马鱼胚胎毒
性显著增加,无论是微米或奈米大小。仅有化学防晒成分时,照光前后的毒性差距不大。
微米氧化锌毒性较低,但也增加不少毒性,毒性源自于降解化学防晒成分所产生的有毒物
质。且Avobenzone和氧化锌共处时,会产生活性氧物质,使Avobenzone降解,削弱UVA的
防护力超过80%以上。
选用市面上3种含氧化锌的防晒产品,每个都22.5-23%微米氧化锌,结果0.01-1 mg/L所有
浓度都会造成紫海胆胚胎中毒,市售产品的毒性略高,但不明显,代表防晒产品除了氧化
锌,也许还有其他成分释出毒性,而产品中的有机酸成分也可能促进浮游藻类摄取更多的
锌。体内高浓度锌离子预估会使擅长排出异物的多重抗药运输蛋白质效率降低,使更多污
染物入侵体内,包含更多的锌离子,然后更难移除。
粒子越小,团聚的粒子越大,所以奈米氧化锌团聚的粒子会大于微米氧化锌。有说法指因
为奈米粒子较小,所以容易进入体内造成危害,其实不太正确,而且这也不是它主要的危
害机制。
未涂布奈米氧化锌
锌也可能促进海中病原菌生长,中断珊瑚的共生系统。水中生物对锌的耐受性看起来依物
种差异而有不同,鱼在所有阶段的耐受性似乎影响不大,但软件动物和双壳纲幼体很容易
因锌的存在死亡。
萼柱珊瑚的光合成效率对氧化锌最敏感,仅90 μg/L氧化锌暴露35天,即会使效率下降
38%,比实验中所用的其他化学防晒表现还差,包含Mexoryl SX、Mexoryl XL、乙基己基
三嗪酮、Avobenzone和Octocrylene。
即便在高浓度的5000 μg/L之下(实际溶解可能不到),化学防晒成分Mexoryl XL、
Mexoryl SX和乙基己基三嗪酮在这篇研究中都未显示毒性。Octocrylene在真实浓度1318
μg/L也显示安全,现实生活目前检测Octocrylene最高浓度为在挪威海滩的7.3 μg/L。
这些化学防晒在研究中通常不影响或只有在偏高浓度才会影响,毒性远低于氧化锌。20%
以上浓度的氧化锌常出现在宣称珊瑚友善的产品,但氧化锌不是对生态最友善的防晒成分

涂布奈米氧化锌
涂布的目的是更好分散以及遮蔽效率更好,商业市场使用奈米氧化锌大多有涂布层。为了
维持奈米氧化锌稳定性,会选择涂布氢氧化铝、高分子或惰性的氧化硅,以及抗氧化物维
生素A、C、E。
涂布使用几丁质和聚乙二醇。浓度1 mg/L时,几丁质氧化锌有90%蛋孵化,和控制组相似
,毒性最低。10 mg/L时,未涂布只有62%孵化,几丁质氧化锌百分之百孵化。不过各组在
所有浓度都有延迟孵化的影响。100 mg/L时,未涂布只有20%,几丁质和聚乙二醇氧化锌
都有50%。聚乙二醇氧化锌的孵化常延迟,所以几丁质氧化锌是较理想的涂布材料选择。
未涂布氧化锌和两种涂布二氧化钛研究显示。添加6.3 mg/L未涂布氧化锌48小时后,虫黄
藻脱离珊瑚的量是其他组百倍以上,且受伤虫黄藻超过其他组10倍。氧化锌组在24小时后
就失去颜色,实验结束后有67%都白化。其他组在结束后约只有6-7%,和空白组3%相近。
也发现氧化锌组珊瑚周围的细菌和病毒量都远高于其他组,二氧化钛组在实验前后的细菌
和病毒量并无显著改变。
仅有疏水的涂布才有机会稳定存在于海洋中,研究发现经氧化铝和硬脂酸涂布的疏水奈米
二氧化钛在海水中96小时,仍完全能保留完整性,但二氧化硅亲水涂布的二氧化钛在96小
时后,即完全失去它的涂布层,如同裸露的二氧化钛,脱落的涂布层产生副产物并有光反
应性。
21天慢性毒性研究中,猛水蚤处于浓度0.001-1 mg锌/L的环境。结果疏水涂布硅烷的奈米
氧化锌毒性最低,其它亲水涂布奈米氧化锌,未涂布奈米氧化锌和微米氧化锌的毒性都相
似,因为他们在低浓度时最终经过21天都会溶出相近的锌离子。锌离子的释放量以微米氧
化锌最多,约4.5%,其它都在3%以下。
疏水涂布由于限制了和海水的作用,因此释出的锌离子较少。且可能也降低生物相容性,
所以毒性较低。在长期时间中,亲水涂布奈米氧化锌,未涂布奈米氧化锌和微米氧化锌皆
有相似毒性。
所以?
2018年搜寻美国和荷兰线上药妆店,宣称生态,海洋或珊瑚友善安全的防晒乳,98件产品
中有50件含微米氧化锌,平均添加浓度15%。19件含奈米氧化锌,平均浓度14.5%。
无机防晒在海中主要透过两种机制产生危害。1.吸光产生活性氧物质,活性氧或氧化锌粒
子进入体内,危害水中生物。2.奈米金属氧化物的解离,生成过量离子导致毒性增加。使
水中生物生长异常或死亡,以及驱离虫黄藻,破坏共生系统,造成珊瑚白化。
微米的粒子崩解成更小粒子,也有可能增加毒性,包括粒子有更大的表面反应性以及更容
易进入和堆积细胞内,微米也可能比奈米更毒。其他研究也发现,锌离子会抑制海藻摄取
锰微量元素,导致生长受限。海底沉积高浓度的奈米氧化锌和二氧化钛会减少土壤菌种多
样性。
二氧化钛和氧化锌的涂布层常是硅或铝物质,虽然我们使用时能保护我们不产生活性氧物
质,但仍可能金属粒子的涂布层,最终都将无可避免地会脱离粒子,释放金属离子并产生
活性氧物质。
最后
宣称海洋友善的防晒乳,超过半数都使用氧化锌,但在多项海洋生物研究中,氧化锌都表
现出一定程度的毒性,有时甚至远大过化学防晒成分。虽然疏水涂布能降低毒性,可是长
期在海水中,也不保证依然能维持原有的稳定性,也不是每个海洋友善产品都有涂布...

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