從手機到手表再到電動汽車，鋰離子充電電池為眾多設備提供動力。這項技術的使用增加意味著，隨著消費者丟棄電子產品，更多的鋰可能會進入環境?，F在，研究人員描述了鋰如何在常見的南方甲殼類動物：小龍蝦中積累。隨著捕捉和食用泥蟲的季節全面展開，研究人員的發現凸顯了對公共健康和環境的潛在影響。

研究人員將于今天在化學會 (ACS) 春季會議上展示他們的研究結果。 ACS 2024 年春季會議是一場混合會議，將于 3 月 17 日至 21 日舉行;它包含近 12,000 個有關一系列科學主題的演示。

“作為水生生物，小龍蝦可以吸收大量溶解在水中的鋰。因為其他生物(包括人類)吃小龍蝦，觀察它們可以讓我們了解鋰如何通過食物鏈移動，并可能進入我們體內，”生物學教授約瑟夫·卡澤里(Joseph Kazery)說。

密西西比學院 Kazery 實驗室的兩名本科生 Andrew Doubert 和 Javian Ervin 正在展示他們關于不同小龍蝦器官吸收離子鋰以及季節性溫度影響的實驗結果。 “如果小龍蝦在垃圾填埋場或污染地點附近飼養，徑流可能會使它們接觸到鋰，其影響我們尚未完全了解，”歐文說。 “我自己也吃小龍蝦，所以這個問題對我來說很重要。”

鋰污染并不新鮮。甚至在鋰離子電池普及之前，鋰就曾經并且仍然被用作治療情緒障礙的藥物。在這些應用中，它會進入供水系統，因為典型的廢水處理不會去除藥物污染物。高濃度的鋰會對人類健康產生毒性影響，包括可能損害心肌細胞，并導致混亂和言語障礙。在其他動物中，它會導致腎臟損傷和甲狀腺功能減退。卡澤里說，研究還表明，當鋰在植物體內積累時，會抑制植物的生長。

盡管美國環境保護署建議在專門的收集點丟棄鋰離子電池，但卡澤里表示，它們最終往往會被扔進垃圾填埋場。他說，需求的飆升和處置不當表明鋰即將成為一種重要的環境污染物。

作為在相對較小的區域內度過一生的完全水生生物，小龍蝦(克氏原螯蝦)反映了當地的鋰污染，可以作為其在環境中存在的強大生物指標。它們所含的鋰可以通過食物鏈直接或間接通過人們食用的以小龍蝦為食的魚類傳遞給包括人類在內的捕食者。

為了進行實驗，該團隊購買了用于研究的小龍蝦。杜伯特知道肝臟會從人體收集毒素并隨后清除，因此他想知道鋰是否會積聚在這個器官的小龍蝦版本中：肝胰腺中。為了找到答案，他在五只小龍蝦的食物中添加了離子鋰，同時給另外五只小龍蝦添加了不含鋰的食物。一周后，他檢查了他們四個器官中的鋰含量。他發現，平均而言，胃腸道中的鋰含量最多，其次是鰓、肝胰腺，最后是尾部的腹肌。

研究人員認為，胃腸道中的鋰含量可能最高，因為加鋰的食物在消化過程中仍保留在那里。與此同時，鰓和肝胰腺都將其拾取，同時將其從體內取出。人們主要吃尾巴，尾巴似乎可以吸收鋰，但不像研究的其他身體部位那么容易吸收。

杜伯特還發現，他喂給動物的鋰中有 27.5% 已經從動物的胃腸道轉移到了其他組織中。食物鏈上游的動物如果吃了受污染的獵物，就會積累更高水平的有毒物質，因此鋰可能會在小龍蝦的捕食者身上變得更加集中。研究人員預計，杜伯特觀察到的高吸收率會加劇人類和其他吃小龍蝦的動物的這種積累。

小龍蝦棲息的水溫一年四季變化很大。這些變化會影響動物的新陳代謝，甚至導致它們在冬季變得不活躍。知道這一點后，歐文決定研究溫度對鋰吸收的影響。他將小龍蝦放入溫度保持在低至 50 華氏度和高達 90 華氏度的水箱中，并向水中添加了濃度一致的離子鋰。五天后，他發現在最溫暖的水箱中，腹部肌肉和小龍蝦的一部分(杜伯特沒有研究的動物的外骨骼)對鋰的吸收有所增加。歐文表示，這些結果表明，在溫暖的月份里，動物體內的鋰含量可能最多。

在溫暖的水中，小龍蝦的重量也會減輕。歐文說，目前還不清楚小龍蝦的體重減輕如何或是否與它們積累的鋰有關，并指出該團隊計劃對這些結果進行跟進。

“很多人認為現在使用鋰離子電池是一件好事，但重要的是探索未來可能出現的影響，”杜伯特說。

該研究由密西西比學院生物科學系和學生研究部研究辦公室資助。