科学家发现，佛罗里达州蓝绿藻爆发产生的有害化学物质正在进入空气，可能影响远离受污染水源的居民。一项新研究揭示，由蓝细菌（俗称蓝绿藻）产生的毒素正在佛罗里达西南部释放到空气中，引发人们对通过呼吸接触这些有害化合物的担忧。来自怀俄明州大脑化学实验室的研究人员与非营利组织卡卢萨水守护者合作，在佛罗里达西南部多个地点放置了空气采样器。每个采集到的样本都含有一种名为2,4-DAB的神经毒素，该毒素由蓝细菌产生。这种毒素此前在佛罗里达印度河潟湖搁浅的海豚脑中发现，这些海豚表现出阿尔茨海默病的迹象。
蓝细菌是古老的微生物，数十亿年前曾帮助创造了地球富含氧气的大气层。然而，当水体中氮和磷等营养物质过量时（通常来自农业径流或处理不当的污水），这些细菌会迅速繁殖，形成密集的藻华，向环境释放毒素。科学家长期以来一直关注受污染的食物和饮用水作为接触毒素的主要途径，但新发现表明，吸入受污染的空气可能同样重要。有害藻类毒素与一系列健康问题有关，从立即出现的呼吸和消化系统问题，到长期神经退行性疾病，包括阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化症和帕金森病。
为了查明藻类毒素是否能进入空气，研究人员开发了一种名为ADAM（空气监测藻类检测装置）的特殊设备。这种便携式空气采样器设计用于在“呼吸高度”（约地面五到六英尺）采集空气，即人们实际吸入的高度。该装置使用两种采集方法：一个玻璃纤维过滤器捕捉颗粒物，以及一个液体“冲击器”捕捉空气中溶解的毒素。2021年7月至12月期间，研究小组将这些采样器放置在佛罗里达西南部多个地点，具体沿着卡卢萨哈奇河下游、马特拉查保护区以及开普科勒尔游艇俱乐部等地，每次运行24小时。在每个地点，他们还采集了水样，以比较空气和水中的毒素。随后对空气样本进行了多种毒素分析。由于佛罗里达海湾沿岸也经常出现由短凯伦藻引起的赤潮，他们还检测了与赤潮相关的呼吸刺激物——短裸甲藻毒素。
这项发表在《毒素》期刊上的研究发现，即使水中没有可见的藻华，空气中仍然存在毒素。在采集的21个水样中，62%的水样表面未显示蓝细菌或藻类迹象。然而，尽管缺乏藻华，空气样本中经常含有可检测到的毒素。该装置收集了颗粒物和溶解化合物，使研究人员得出结论，人们可能通过吸入长期暴露于低浓度的这些毒素。首席科学家詹姆斯·梅特卡夫博士说：“即使我们可以避免受污染的食物和水，通过呼吸防止暴露要困难得多。”空气过滤器仅在5%的样本中检测到赤潮毒素，但其他毒素更为常见。一种毒素出现在三分之一的样本中，经过更灵敏的检测后，检出率达到100%。这表明即使没有可见的藻华，人们也在吸入低水平的这些化合物。
水样中含有更广泛与健康问题相关的毒素混合物。29%的样本中发现肝脏毒素，43%发现神经毒素，38%发现呼吸刺激物。只有一个样本（含有铜绿微囊藻的藻华）显示出高水平的微囊藻毒素-LR——最常见和研究最充分的蓝藻毒素。大多数情况下，毒素浓度较低，与无显著藻华一致。同一地点的空气和水中的毒素之间没有明确关联。即使水中只有少量或没有藻类，空气中也能检测到毒素。这表明气溶胶可能来自远处源头，或者即使是少量的藻类也能向空气中释放毒素。空气中频繁检出毒素引发了人们对慢性低水平暴露的担忧。梅特卡夫说：“这些数据表明，你不需要靠近有毒藻华才能通过呼吸接触。我们继续在空气中发现蓝藻毒素，就像我们对犹他州大盐湖干涸湖床吹来的灰尘的研究一样。”
最令人担忧的长期健康风险之一是神经毒素BMAA与神经退行性疾病（如肌萎缩侧索硬化症或帕金森痴呆复合征）之间的潜在联系。帕金森痴呆复合征是一种罕见的神经退行性疾病，结合了肌萎缩侧索硬化症、帕金森病和痴呆的症状。这种联系已在灵长类动物模型和细胞培养物中观察到，BMAA暴露可引发大脑中的兴奋性毒性和蛋白质聚集等有害效应。微囊藻毒素也被研究是否能够穿越血脑屏障，通过引起神经炎症和其他细胞损伤，可能诱发阿尔茨海默病和帕金森病。然而，还需要更多研究来完全理解这些联系，2017年美国环境保护署的审查得出结论，目前的数据并未明确证明BMAA会导致人类脑部疾病。来自赤潮的短裸甲藻毒素等毒素是众所周知的呼吸刺激物。吸入它们会引起咳嗽、打喷嚏、流鼻涕、喘息和胸闷。已有哮喘等基础疾病的人尤其脆弱。研究表明，吸入雾化的短裸甲藻毒素可导致哮喘患者肺功能明显下降，使症状显著恶化。最近的研究表明，吸入微囊藻毒素（也在湖泊和海水喷雾气溶胶中发现）可引起有害的气道炎症。这种炎症类似于一种特定类型的哮喘，甚至可能加重现有的炎症性肺病。
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