В водах Пьюджет-Саунд обитают многие виды, в том числе мидии, лосось и косатки. Но исследователи знают, что стоки с земли в урбанизированных районах могут содержать химические вещества, которые могут нанести вред этим существам, даже если не всегда ясно, какие химические вещества являются наиболее вредными.
Существующие методы отслеживают определенные химические вещества, вызывающие известную озабоченность. Однако до недавнего времени не было возможности выяснить, какие другие потенциально вредные соединения могут присутствовать в воде.
Используя новый «нецелевой» подход, исследователи из Вашингтонского университета и Университета Вашингтона в Такоме проверили образцы из нескольких регионов Пьюджет-Саунд, чтобы найти другие опасные химические вещества. Команда определила 64 химических вещества, которые никогда ранее не обнаруживались в этом водном пути. Восемь химических веществ находились в потенциально опасных концентрациях, которые потребуют дальнейшего изучения. Команда опубликовала эти результаты 30 декабря в журнале Environmental Science & Technology..
«Исторически мы проделали достойную работу по классификации устаревших химических веществ в Пьюджет-Саунд, но мы также знаем, что каждый день в воду попадает гораздо больше химических веществ», - сказал старший автор C. Эндрю Джеймс, научный сотрудник Центра городских вод Университета Вашингтона в Такоме. «Если мы сможем понять, что там и в каких концентрациях это происходит, тогда мы сможем начать выяснять, какие химические вещества могут повлиять на здоровье рыб, косаток и других морских организмов».
Исследователи собрали воду в 18 регионах - от Порт-Таунсенда до Олимпии - на побережье Пьюджет-Саунд, то есть команда взяла пробы воды, стоя в доках или на берегу, а не с лодки.
Наши участки для взятия проб охватывали территории с различным землепользованием. Например, у нас есть относительно чистые участки, такие как канал Худ недалеко от Холли, штат Вашингтон, а также урбанизированные или промышленные объекты, такие как круизный терминал в Смит-Коув и водный путь Теа Фосс в заливе Начало», - сказал ведущий автор Чжэнью Тянь, научный сотрудник Центра городских вод. «При таком широком диапазоне мы надеялись увидеть связь между загрязнением и землепользованием».
В течение 2018 года исследователи несколько раз собирали воду на 18 участках, в результате чего было взято 78 проб воды. Затем они использовали метод, называемый масс-спектрометрией высокого разрешения, чтобы определить, какие химические вещества содержатся в каждом образце.
«Наш метод позволяет нам обнаруживать от сотен до тысяч химических веществ одновременно в одном образце. Он очень точно определяет массу соединения», - сказал соавтор Эдвард Колодзей, доцент кафедры гражданского строительства Университета Вашингтона. & Экологическая инженерия и Отделение наук и математики UW Tacoma.
Исследователи используют массу каждого соединения, чтобы выяснить химическую формулу, а затем используют другую информацию, чтобы идентифицировать его.
"На CSI, когда у них есть эти инструменты, они включают инструмент, и он говорит им: "Это ибупрофен". Но на самом деле нужно много работать, чтобы добраться до точки, где вы абсолютно уверены, что знаете, что это за химическое вещество на самом деле», - сказал Колодзей.
Команда обнаружила не менее 205 различных химических веществ в своих образцах. Из этих соединений исследователям удалось надежно подтвердить подлинность 75, из которых 64 впервые были обнаружены в Пьюджет-Саунд..
75 подтвержденных химических веществ включали пестициды, гербициды, пищевые добавки и фармацевтические препараты, например, антидепрессанты и лекарства от кровяного давления, а также соединения, связанные с транспортными средствами, такие как химикаты для резины шин.
«Наша цель - выяснить, какие химические вещества имеют значение с биологической точки зрения - как отреагируют рыба или моллюск», - сказал Джеймс.«Поэтому мы сравнили уровни химических веществ, которые мы обнаружили, с концентрациями, которые токсикологи считают опасными для морской жизни».
Восемь химических веществ, обнаруженных на соответствующих уровнях, были следующими:
- Два загрязняющих вещества, связанных с транспортными средствами, которые обнаруживаются в шинах и других источниках
- Антидепрессант Венлафаксин
- Два гербицида, в том числе водный для борьбы с сорняками и водорослями
- Два химических вещества обнаружены в пластмассах
- Стойкое, хорошо изученное химическое вещество под названием ПФОС, известное как вредное для людей и животных
Эти опасные химические вещества были локализованы в определенных «горячих точках» в Пьюджет-Саунд, и большинство из них не всегда присутствовали в разных образцах из одного и того же места. Это контрастирует с другими химическими веществами, которые команда обнаружила почти во всех образцах, но сочла их менее опасными, такими как искусственный подсластитель Splenda и лекарство, используемое для лечения судорог и биполярного расстройства.
Следующим шагом, по словам исследователей, является изучение того, что эти данные означают для морской жизни в прибрежной зоне, особенно для моллюсков и лосося. Команда также надеется продолжить исследование восьми химических веществ и лучше понять горячие точки.
«Так или иначе, огромная часть вещей, которые мы покупаем и используем, попадает в реки и Пьюджет-Саунд», - сказал Колодзей. «Все думают, что химические вещества попадают в океан и исчезают, потому что в океане так много воды, что концентрация резко падает. объем Пьюджет-Саунд, и это концентрация, которую вы обнаружите в Пьюджет-Саунд. Концентрация в прибрежной зоне намного выше, потому что не было достаточно времени для перемешивания. Таким образом, уровни воздействия на водные организмы в прибрежной зоне могут быть гораздо выше, чем вы могли бы ожидать."