新型炸药DNAN比TNT毒素更难清除 或危害生物圈

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【大纪元2024年12月12日讯】(大纪元专题部记者吴瑞昌编译报导)军队为了提升炸药的安全性,将原本使用的TNT炸药,逐渐转向存放稳定的2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)等其它炸药。不过,英国的一所大学发现DNAN产生的毒素,会长期累积和影响植物,且毒素可能透过食物链影响到人体。

TNT过去曾是全世界军用弹药的主要成分,它易爆炸和不易保存。后来,不少国家用“钝感弹药”DNAN代替TNT。DNAN属于一种低灵敏度有机化合物,本身不具有爆炸性,需要与其它爆炸性化学品以一定比例混合才能成为炸药,其爆炸威力是TNT的90%。

英国约克大学生物系教授、新型农产品中心主任尼尔·布鲁斯(Neil Bruce)的最新一项研究表明,DNAN与TNT爆炸后产生的毒素会在植物中积累,并持续存在和影响植物和土地,且DNAN产生的影响可能更深远。

先前的研究发现TNT在爆炸后,会产生一种“单脱氢抗坏血酸还原酶6”(MDHAR6),该种酶会将TNT还原为硝基自由基,而自由基又会氧化TNT,使其成为超氧自由基,它还会与DNA和细胞膜等产生反应,且会破坏细胞,因此微量的TNT也会对植物产生抑制作用,而DNAN也有类似的情况。

为了检验DNAN和TNT的毒素对植物的实际影响,约克大学团队分别把含有不同浓度DNAN和TNT的药水,喷洒在一种名为“拟南芥”(阿拉伯草)的植株上进行试验,以观察它们对植物生长的影响。

拟南芥是一种原生于欧亚大陆及非洲的被子植物,可在路边或其它土地上找到,被认定是杂草的一种。不过,拟南芥被广泛用于植物的向光性、叶绿体定位、气孔开度和其它基础的遗传研究上。

结果显示,两种炸药浓度越高,对植物生长越负面。当以最低浓度(50 µM)的DNAN和TNT给拟南芥下药时,只有DNAN显着降低了植物的重量。另外,植物体内的TNT毒素可以在24小时内耗尽,但DNAN可以保留更长的时间,这说明DNAN可能具有让植物慢性中毒的特性。

实验团队为了评估DNAN产生的MDHAR6对植物的影响,分别将“基因改良拟南芥”和“野生拟南芥”,种植在含有DNAN(100 mg/kg)污染土壤中。结果显示,含有DNAN的土壤会严重影响野生拟南芥,但对基因改良拟南芥作用性比较小。

除了这些实验外,他们还发现DNAN很难被植物和土壤分解,且经常存在于植物的根部和叶片组织上。

约克团队的研究人员表示,TNT虽然会对植物的根部引起局部的急性毒性,但只需透过转变就可以迅速减轻这种毒性的作用。但DNAN在植物体内具有可移动性,能在根和芽组织中积累,使其暴露于食草动物和更广泛的食物链中,可能严重影响环境。

他们还表示,他们先前在被军用TNT炸药污染的土地上,种植基因改造植物,成功让植物组织中的污染物降解到不可检测的水平,但目前还没有这样的方法去除或减少DNAN物质。

布鲁斯教授对该校的新闻室表示,“TNT在爆炸后会产生一种关键的植物酶,这种酶会与植物反应产生活性高的超氧化物,且对细胞具有高破坏性。我们对植物进行基因改造,成功让植物免受污染物的影响。不幸的是,目前没有自然的方式来抵抗DNAN的毒性作用,即便微量DNAN也会对植物产生作用。它不仅会持续积累在整个植物系统中,还容易被动物误食,因此毒素就有机会透过食物链进行传播。”

这项研究的合著者、约克大学生物系的利兹·罗洛特(Liz Rylott)博士表示,“近年来全球冲突加剧,军用的爆炸物也不断升级,因此我们可能会看到大规模的污染,这也意味着我们迫切需要制定一些可行的策略帮助修复植物。”

“我们目前不知道DNAN对人类的毒性极限是什么,所以希望我们的最新研究能够让众人更迫切展开相关应对工作,以了解DNAN产生的相关问题。”他说。

这项研究于11月28日发表在《自然植物》杂志上,由美国国防部战略环境研究与发展计划(SERDP)资助,并得到美国陆军工程研究与发展中心(ERDC)、美国陆军工程兵团的研究人员帮助。◇

责任编辑:连书华

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