用科威特的核科學評估氣候變化和污染對海洋生物的影響(20230123)
Michael Madsen, Rakelle Arab
研究員Saif Uddin正在利用核技術更好地了解氣候變化如何直接影響海洋生物的生長。(照片：KISR)
在芳香香料和進口水果中，鯛魚、石斑魚和鯔魚等海鮮在Souk Sharq市場上展出。在這裡，在科威特市中心，從阿拉伯灣新鮮捕獲的魚已經銷售了幾十年。與所有菜市場一樣，這個永恆的買賣雙方必須應對始終存在的食品污染風險。隨著氣候變化的惡化，人們越來越擔心更溫暖、更酸的水域，會影響魚類的生長和健康，以及污染物影響食物鏈和海產品安全的方式。核方法是研究人員可以用來確定這些擔憂是否合理的獨特工具。
科威特科學研究所(KISR)的Saif Uddin就是這樣一位研究員。他的研究所與IAEA合作，利用核技術研究溫室氣體排放和氣候變化--例如海洋酸化和海水變暖--對海洋生物的影響。
眾所周知，氣候變化會影響海洋生物，但具體程度尚不清楚，” Uddin說。“研究某些同位素在動物體內的吸收方式可以為我們提供答案，並幫助當局更好地規劃如何解決潛在問題。”化學元素的同位素可以通過它們所具有的質子數來識別。通過測量樣品中元素的各種同位素比率，研究人員可以研究有機體吸收化學物質和化合物的方式。
“研究某些同位素在動物體內的吸收方式可以為我們提供答案，並幫助當局更好地規劃如何解決潛在問題。Saif Uddin說，科威特科學研究所(KISR)
在IAEA的支持下，KISR正在開發方法和建立技術，以開展研究銅、汞和釙同位素的實驗。這些金屬引起了公眾的關注，因為當它們在環境和海產品中以高濃度積累時，會對健康產生嚴重影響。通過研究海洋生物不同組織中金屬的同位素和同化率，KISR專家可以追踪這些化學物質的來源，從而確定污染的具體原因。他們還可以評估這些污染物如何在不斷變化的氣候和環境條件下穿過沿海和海洋生態系統。以追踪這些化學物質的來源，從而確定污染的具體原因。他們還可以評估這些污染物如何在不斷變化的氣候和環境條件下，穿過沿海和海洋生態系統。
“有人擔心，更溫暖、酸性更強的水域，可能會導致海洋生物吸收更多污染物，並可能在海產品中積聚。我們使用核技術來找出答案，” Uddin說。使用放射性示踪劑，他發現海洋酸化不會影響橈足類對釙的吸收--橈足類是一種對海洋食物網很重要的微觀甲殼類動物--但他說它可能會影響其他金屬的吸收：“我們認為海洋酸化可能會影響鉛和鋅，因為鋅用於生物體的生長，但對於所有其他金屬，我們沒有看到攝取量有明顯增加。”
了解氣候對海洋生物的影響
橈足類是微型甲殼類動物的一個子類，對海洋食物網很重要。(照片：Adobe Stock)
Uddin說，除了研究海洋污染物之外，核技術還在我們更好地了解氣候變化如何直接影響海洋生物生長的能力方面發揮著關鍵作用。在另一項針對橈足類動物的研究中，Uddin在一年的時間裡，提高了水的酸度和溫度。Uddin發現橈足類動物經過14代，還能夠適應不斷變化的環境。
在另一項研究中，Uddin在酸性越來越強的水質條件下養殖蝦，類似於在高級氣候變化情景中建模的水質條件。放射性示踪劑45鈣有助於確定海洋酸化如何影響蝦外骨骼的透明度，這是蝦的健康指標。 Uddin還發現，雖然蝦的大小在幾代人之間沒有變化，但蝦的效率較低，為了達到正常體重，它們消耗了兩倍的食物。
“如果氣候變化的影響持續足夠長的時間，我們所看到的並不全是海洋生物的厄運和陰霾。在我們的研究中，我們看到橈足類和蝦代代相傳地適應氣候變化，” Uddin說。
為海洋而合作
Uddin的氣候變化研究始於2020年，但IAEA已與KISR密切合作了十多年。憑藉其在使用核技術研究環境方面的專業知識，該研究所是領先的地區研究中心，並已被指定為IAEA合作中心，以利用核技術和同位素技術推進沿海和海洋科學。KISR和IAEA之間的更多聯合計畫正在計劃中，特別側重於與該地區其他國家的合作，以及探索塑料污染對海洋生物影響的研究。
“隨著氣候變化的推進，海灣的溫暖水域為未來幾年將要發生的事情提供了最有趣的試驗台之一，”摩納哥IAEA海洋環境實驗室的研究科學家馬克·梅蒂安他支持地說。
Uddin協調合作中心的活動，並提高世界各地其他研究人員和科學機構對其發現的認識。“在其所在地區，KISR在使用核和同位素工具，進行海洋研究方面處於領先地位，在全球範圍內，它的發現可以幫助決策者了解海洋生物，將如何適應變暖的水域和海洋酸化，”Metian 說。
作為一個合作中心，KISR正在通過IAEA的技術合作計畫，努力支持鄰近的海灣國家提高它們對海洋生態對氣候變化響應的理解。該合作中心也是IAEA收集高質量海洋酸化數據的區域間網絡的一部分，這些數據用於支持氣候變化適應和減緩戰略的製定。