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本文受权转载自我是科学家iScientis（id：IamaScientist），作者：王雯

我怎么给蚯蚓染毒？打个比方，就像在饭桌上给人灌酒。

作为环境毒理学家真的非常烦恼：做不出毒性，焦虑发不了文章；做出毒性后，又很替地球担心。

大家好，我是王雯，来自天津理工大学环境科学与安全工程学院，研究方向是环境毒理学。刚才主持人介绍我的研究方向，我注意到现场环境稍微安静了一下——大家还是比较客气的。因为，如果是在私人场合比如家庭聚会时，有人听完我的研究方向，可能下一眼就会望向我的家属，眼神意味深长。因为受到影视和文学作品的影响，很多人对我们专业的误解很深。所以，一开始，我想先给大家解释一下：什么不是环境毒理学？或者说，我们不是干什么的？这张图，是我们实验室的危险化学品药品柜，大家可以看到上面有两个钥匙孔，对应的两把钥匙，一把在我手里，另一把在我同事手里。也就是说，里面的药品需要我们两个人同时开锁才能拿到，基本上和传说中普京提的手提箱是一个安全级别。有些化学品之所以被称之为“危化品”，一方面，因为它可能具有毒性，比方说做实验时如果防护措施没有做到位，可能会起些皮疹或者呼吸系统受刺激而流泪，此外，更主要的原因是，它具有易燃易爆易制毒的特性。不过，即便我真的拿到这些药品，要出现一些预想中的毒性作用，也并不容易。给大家举个例子。上图是不同种类的可乐含糖量，像蔗糖这种非常优秀的甜味剂，也需要加这么多才能达到大家期待的那种甜味效果。同样，如果我们想要化学品表出毒性，也需要很大剂量。所以，我觉得投毒这件事，难点不在于能不能把化学药品从药品柜里取出来，而在于怎样劝人把它喝下去——这可能是个心理学问题。即便突破了伦理学、法律、心理学等等各种屏障，真的走到最后一步，你还是会发现，投毒这件事真的做不了，因为毒理学日常实验有一些很典型的特点——首先，生物实验误差非常大，并不是每一次使用相同剂量都会达到同样的预想效果。其次，我们做实验用的都是实验动物，某种化学品对某种实验动物的毒性效应不能直接外推于人。因为物种之间的剂量效应关系差异非常大，也就是说，我不能拿动物实验的剂量直接用来给人类做实验。第三，生物本身的个体差异很大。大家在饭桌上可能会注意到，同样体重、同样体型的两位男士，有可能一个已经喝醉了，另一个还什么事儿都没有。所以做惯了毒理学实验的人会知道，那种“给人投点毒让他晕倒或出现点什么状况”的想法，属于影视作品里的科幻成分。在现实生活中，没有任何一个毒理学家能精准达到他的预期效果。但是，更最重要的，也是我今天特别想要澄清的一点是：环境毒理学和传统毒理学也不一样。传统毒理学研究的是：“人”这种生物在接触到某些化学品后会产生什么样的毒性效应。而我们环境毒理学研究的是：除了人之外，这个现实环境中所有其他的生物在接触到某些污染物后会产生的效应，并且，因为这些生物间有千丝万缕的关系，那毒性效应会不会从一种生物迁移到另外一种生物，从一个种群迁移到另外一个种群？——这些才是我们环境毒理学研究的内容。环境毒理学研究的范畴要比传统毒理学复杂得多。实际上，我们也在现实中观察到：一些化合物在人体内，并不会引起非常大的反应，但到了环境中，却会产生意想不到的结果。例如，DDT在上世纪四五十年代刚刚被发明出来时，曾被很大规模使用。左边这张照片是医护人员在给一个小孩子驱虫，喷的就是DDT。现在我们看到这样一幅图，可能会产生生理上的厌恶感，但在当时，现实情况就是如此。当然，之所以能这样喷用，也说明DDT对人的毒性确实不是很大。一方面，DDT突破肌肤屏障、进入到生物体内的能力很差，基本上不会因为粘在皮肤上就进到生物体内，另一方面，人类本身也属于对DDT相对不敏感的物种。对DDT最敏感的是什么？害虫，那些在农业上需要用杀虫剂杀掉的生物。在当时，人类眼中的世界只有我们和害虫，所以，安全评估时，只要对害虫有毒性而对人类没有发现明显问题，就可以了——只是，在大规模使用DDT大概十几年、二十年后，开始出现一些之前完全没有想到的情况。首先，后来我们发现：对DDT比较敏感的不仅仅是“害虫”，环境中其他生物对DDT的毒性也很敏感；第二，DDT有一个特点：一旦进入到生物体内，就没有退出机制。也就是说，它在生物体内可以一直存留到生物体死亡，然后被释放回环境中。这种现象其实对人类影响比较小，因为人对它的毒性不敏感，人死后一把火烧掉，DDT里的氯元素变成二噁英，也只是再污染一次环境。

但是，环境中，绝大多数生物的死亡方式和人类不同。随着捕食关系，DDT就会从一个生物体进入到下一个生物体，这样一层层累积上去，恰好这条食物链上端的鱼类对DDT非常敏感，在底层影响比较小的毒性，到了上层就明显表现出来。

因为DDT的类激素干扰而造成的猛禽蛋壳变软

除了鱼类，还有一种在食物链中更靠近顶端的生物，那就是很多国家国徽上会出现的的猛禽——它们也是对DDT毒性效应非常敏感的物种。DDT会在猛禽体内产生一种类激素效应，造成蛋壳中钙质没法累积，蛋壳非常软。相当长一段时间内，人们发现猛禽幼雏的孵化率变得非常低，鸟类越来越少了。这时，有一位非常有先见之明的人，也是我们“找茬”专业的鼻祖——蕾切尔·卡森，她注意到，有一种声音消失不见了：春天没有鸟叫了。为此她写了《寂静的春天》，讲述了从DDT开始大规模使用到春天没有鸟鸣的故事。没有鸟鸣，对于我们人类，可能只是审美意义上的一种缺失；但对那些动物和生态系统的影响，就非常深远了。

《寂静的春天》这本书现在看来可以被视为环境毒理学的开山之作，同时也是环境运动真正进入公众视野的一本标志性书籍——但在它刚刚被发表出来时，公众对它并不认可。为什么？因为它摧毁了一个明星产品，摧毁了一个对人类毒性低、对害虫毒性高，非常好用的农药。它建议“完全停止使用DDT”，但当时，传统农业生产过程各个环节的人都认为这是一种“何不食肉糜”的想法，同时，很多工业领域特别是有机合成领域的人也开始攻击。

因为提出的是一个“不方便”的现象，所以，“环境毒理学”这个专业从诞生之初就是不怎么受公众欢迎的专业，因为我们都不喜欢听“不方便”的真相。

随着时间推移，人们逐渐发现：不仅在鱼和猛禽体内能检测到DDT，即使在从来没有使用过DDT的南极，企鹅体内也检出了DDT；甚至，由于可以通过母乳摄入DDT，婴儿体内也检出了DDT。

恰逢环境运动，加上随后十几年氯氟烃对于臭氧空洞的影响，这些事件，逐渐让环境毒理学专业被公众承认。后来，又出现了几次全球尺度内影响非常深远的事件，人们决定：生产出来的新化学品在使用之前，首先要经过安全评估。这种未雨绸缪式的评估，一方面包括传统毒理学的评估，比如它对人体够不够安全，另一方面就是我们环境毒理学，去评估它对整个生态系统有没有潜在的问题。我刚入行时，人们