SMC 資料庫

議題背景：2020年研究人員在臺灣週邊海域，皆觀測到大規模珊瑚白化情況。然而對於造成珊瑚大規模白化的原因，仍有許多討論，除了美國國家海洋暨太氣總署（NOAA）因為臺灣周圍海域長期維持高溫，而提出珊瑚白化警告；防曬乳是否也是導致珊瑚大量白化的原因，成為公眾討論的另一熱點。

針對防曬乳對於珊瑚白化的影響，在討論時廣泛被引用的論述與數據來自兩篇研究，一是羅伯托‧達諾瓦羅（Roberto Danovaro）等人於2008年所發布的研究〈防曬乳促進病毒感染導致珊瑚白化〉[1]；二是唐斯（C. A. Downs）等人於2016年發布的〈防曬乳中抗紫外線成分二苯甲酮對珊瑚幼蟲、初級細胞培養與其環境汙染的毒理學影響以夏威夷與維京群島為例〉[2]。

達諾瓦羅等人分別在印尼、墨西哥、埃及、泰國，採集3-6公分的短小硬珊瑚（Acropora spp.）用消毒過的海水清洗後，在研究室中重現該珊瑚的生存環境。並以兩款市售包含七種化學成分[3]的防曬乳，以美國食品藥物監督管理局（FDA）防曬乳建議塗敷量，每平方公分2毫克，塗勻於兩位志願者的手上。志願者需將手伸入海水缸（2公升24°C）中靜置20分鐘，測量從人體皮膚表面析出至海水中的抗紫外線物質濃度，以此估算珊瑚暴露在防曬乳的濃度。並分別設置控制組，比對不同防曬乳濃度、不同廠牌、不同暴露時間與七種成分各自對珊瑚的影響，證實防曬乳會導致珊瑚白化。

上述研究也提出，根據FDA建議用量預估，每人每次防曬乳平均使用量約為20克，以全球至珊瑚礁分布地區旅遊人數佔全球遊客的10%，並依據2004年WTO數據計算得知該年約有7800萬遊客到訪珊瑚礁分布地區，推算出熱帶國家遊客使用防曬乳數量約16,000至25,000噸。並從上述防曬乳析出濃度估算，至少有25%的使用量在游泳與洗澡時流入水域，預期每年珊瑚礁區域約有4,000-6,000噸的防曬乳排入，對有大量遊客且低流動水域的珊瑚礁白化現象，將具有潛在的顯著影響。

唐斯等人則進一步研究二苯甲酮-3（benzophenone-3），指出二苯甲酮-3過去在小鼠、大鼠與魚類研究中都被證實會影響生殖系統；於無脊椎動物上，則會影響控制昆蟲發育和生殖過程的超氣門蛋白基因（USP gene），與原生動物門的細胞活力。因此這個研究，以萼形柱珊瑚（Stylophora）的幼體與其他七種珊瑚的動物細胞為對象，研究暴露於不同二苯甲酮-3濃度，及暴露於光線下對於珊瑚幼體的影響。並測量與比較夏威夷及維京群島海水中含二苯甲酮-3的濃度。

結果顯示，珊瑚幼蟲暴露在二苯甲酮-3中，在四小時內纖毛運動開始減少，並從長條狀變形為露珠狀；暴露於高濃度劑量下（228 µg/L）則有明顯漂白的現象；若暴露於任何濃度中達八小時，珊瑚幼蟲本身的表皮層，會由透明轉為白色。同時透過監控同一個海域的不同港灣，例如維京群島的象鼻灣（Trunk Bay）與坎尼灣（Caneel Bay），游泳者密度低的坎尼灣海水就幾乎檢測不到二苯甲酮-3。據此說明人類密集的海域活動會將防曬乳成分帶入海中，且其濃度可能影響珊瑚生存環境。

對此，我們邀請專家協助回應目前對於防曬乳對珊瑚礁的影響，是否有新的研究與現有的研究限制。

2020年09月13日
海洋生物博物館助理研究員暨東華大學海洋生物研究所副教授 唐川禾

環境毒理學研究已確認目前市售美妝防曬成份多可危害珊瑚健康。2008年《環境健康視角》刊出的一篇重要研究論文[4]即指出，防曬乳成份可引發珊瑚共生藻內潛伏病毒的增生，導致共生藻細胞被破壞並被釋出珊瑚體外，造成珊瑚白化。研究結果顯示，相較於只有乾淨海水的空白對照組，添加防曬乳的試驗組或添加絲裂黴素（Mitomycin C，已知可誘發細胞潛伏病毒增生）的陽性對照組都呈現病毒大量增生的情形。從這個研究結果我們可以想見，擦防曬乳在珊瑚礁海域進行水上活動，防曬成份除了污染海水，同時也可能提高水體病毒量，增加該海域中珊瑚共生藻被病毒感染的機會。即便防曬成份未立即造成明顯珊瑚白化，但若同一個水域被防曬成份反覆污染，會使得水體經常存在較高的病毒量，增加珊瑚共生藻病毒帶原的普遍程度，一旦遭遇環境刺激引起病毒增生，珊瑚發生白化的風險則大為提高。

刊登在2016年《環境污染與毒理學檔案》的一篇研究論文[5]指出，常見的防曬成份二苯甲酮-3（benzophenone-3）對珊瑚動物細胞及其浮游幼體具有明顯的急毒性，毒性取決於光照，且因珊瑚種類而異（詳見表一）。除了造成珊瑚動物細胞與幼體的毒殺效果，研究也指出二苯甲酮-3具有基因毒性，造成珊瑚幼體發育畸形。上述研究結果顯示二苯甲酮-3對珊瑚具有多重的傷害，而且不易直接被觀察出來。這些傷害可造成珊瑚直接死亡以及新生珊瑚株補充量下降，可能導致海域珊瑚生長覆蓋率減少。該研究也在維京群島以及夏威夷海域進行污染調查，顯示嚴重的二苯甲酮-3污染主要發生在水上活動頻繁的區域，而且污染程度（75-1395 ppb[6]）已可造成上述的珊瑚危害。雖然台灣類似的研究報告較少見，但近年已有研究[7]指出墾丁海域也存在包括二苯甲酮-3（0.02-1.2 ppb）在內的各類防曬成份污染問題，雖然測值不高，但仍須注意當密集人潮下水活動時可能發生的高污染情形。

表一 二苯甲酮-3對珊瑚動物細胞及幼體急毒性效果

資料來源：摘錄註釋2之部分研究結果

基本上透過海域污染調查可以告訴我們，海域中的珊瑚是否面臨特定污染物的威脅。但欲評估特定污染物對珊瑚造成的危害，一般是根據實驗室內的毒理研究與毒性測試結果，並考慮污染物在水體隨時間被稀釋、分解、移除以及吸收等等的情形來推估。另一方面，透過珊瑚健康調查，量測珊瑚白化程度、光合作用效率亦或生化緊迫指標等，得以初步評估珊瑚健康狀態，但這可能是環境中任何一個因子所造成或共同作用的結果，包括生物性（如病菌、天敵）、物理性（如光照、水溫）以及可能存在的常見化學污染物（如重金屬、除草劑、殺蟲劑）。目前常用的珊瑚健康指標多是評估珊瑚「不健康」程度，危害預警的效果相對有限，而且不易判斷造成珊瑚危害的因子。對此有研究[8]嘗試以大數據分析的方法來克服，透過高通量化學分析技術，全面地分析特定危害因子引起的珊瑚生化分子組成變化，然後根據變化特徵建立模型，彙整各類緊迫模式建立資料庫，訓練AI如人臉辨識一般，用於辨識與診斷野外珊瑚面臨的環境危害。這份研究以除草劑所引起的珊瑚脂質分子組成變化特徵為例，模型除了可指示海域水體存在除草劑污染外，並可定量推估除草劑（透過抑制光合作用達到除草效果）污染程度，以及對珊瑚光合作用造成的抑制程度能。研究也顯示低污染程度雖然未明顯抑制珊瑚光合作用，但已造成珊瑚脂質分子組成明顯改變，因此可將其用於海域污染早期預警。

海域污染與珊瑚健康調查監測，可說是珊瑚礁環境管理上的陰陽眼，海域污染監測可以確認已知污染物是否超過標準，如果發現污染超標，則需及時加強污染源管控；如果污染未超標，但珊瑚健康卻出現狀況，則表示海域中存在未知的珊瑚健康威脅因子，例如：未監測的新興污染物，須設法找出原兇並加以控管排除。面對複雜的海域環境，要確保珊瑚健康，必須面面兼顧，盡可能排除每個會對珊瑚健康造成威脅的因子。因此來到鄰近珊瑚礁的地區旅遊，不論是陸域或海域活動，都應以最簡單的方式來進行，減少遊憩過程污水化學成份的複雜性與含量，盡可能降低環境負擔。不塗抹防曬乳下水只是我們最能做到的其中一項。

註釋：

[1] 詳見資料來源1

[2] 詳見資料來源2

[3] 七種化學成分分別為二苯甲酮（benzophenone-3）、丁基甲氧基二苯甲酰甲烷（butyl methoxydibenzoylmethane）、甲氧基肉桂酸乙基己酯（ethylhexylmethoxycinnamate）、奧克立林（octocrylene）、水楊酸乙基己酯（ethylhexyl salicylate）、4-甲基亞苄基樟腦（4-methylbenzylidene camphor）與對羥基苯甲酸丁酯（butylparaben）等

[4] Danovaro, R., Bongiorni, L., Corinaldesi, C., Giovannelli, D., Damiani, E., Astolfi, P., Greci, L., Pusceddu, A. (2008). Sunscreens Cause Coral Bleaching by Promoting Viral Infections. Environmental Health Perspectives, 116, 441–447.

[5] Downs, C.A., Kramarsky-Winter, E., Segal, R., Fauth, J., Knutson, S., Bronstein, O., Ciner, F. R., Jeger, R., Lichtenfeld, Y., Woodley, C. M., Pennington, P., Cadenas, K., Kushmaro, A., and Loya, Y. (2016). Toxicopathological Effects of the Sunscreen UV Filter, Oxybenzone (Benzophenone-3), on Coral Planulae and Cultured Primary Cells and Its Environmental Contamination in Hawaii and the U.S. Virgin Islands. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 70, 265–288.

[6] ppb是常用的化學物質濃度單位，定義為十億分之一，是ppm濃度的的千分之一。

[7] Kung, T. A., Lee, S. H., Yang, T. C., and Wang, W. H. (2018). Survey of selected personal care products in surface water of coral reefs in Kenting National Park, Taiwan. Science of the Total Environment, 635, 1302–1307.

[8] Tang, C.H., Shi, S.H., Lin, C.Y., Li, H.H., Wang, W.H. (2019). Using lipidomic methodology to characterize coral response to herbicide contamination and develop an early biomonitoring model. Science of the Total Environment, 648, 1275–1283.