Tilstedeværelse, persistens af østrogener i forårspuljer er en ny bekymring

Østrogener i renset spildevand, der finder vej ind i midlertidige vådområder kendt som vernal pools, varer ved i uger eller endda måneder, ifølge forskere, som antyder, at persistens kan have konsekvenser for disse kritiske akvatiske levesteder.

En otte ugers undersøgelse af østrogeners adfærd i tre forårsbassiner i området ved Penn State's Living Filter, frembragte disse fund, der giver indsigt i den aktuelle behandlingsmangel og vandgenbrug generelt. Det levende filter er en 600 hektar stor kanal, hvor Penn State har sprøjtet vandet alt sit spildevand på afgrøder og skov siden 1980'erne.

Denne forårsundersøgelse fra 2015 faldt bevidst sammen med udviklingsperioden for indfødte paddelarver, betragtet som et "økologisk relevant" interval af forskere, da østrogener har potentiale til at forårsage hormonforstyrrelser hos padder.

Ud over at måle tilstedeværelsen og koncentrationen af ​​østrogener i både de behandlede, sprøjtet spildevand og poolvand, forskere installerede sensorer i hver pool og målte forskellige fysiske og kemiske parametre, som omfattede opløst ilt, oxidations-reduktionspotentiale, Vandstand, vandtemperatur, elektrisk ledningsevne, pH, og nedbør i hele undersøgelsesperioden.

I vandløbene og floder med højt iltindhold, østrogener nedbrydes relativt hurtigt. Men denne undersøgelse viste, for første gang, at østrogenerne vedvarer i det opløste iltfattige vand i forårsbassiner og endog omdannes til moderforbindelser, forklarede hovedforsker Odette Mina, en ph.d. -studerende ved College of Agricultural Sciences, da undersøgelsen blev gennemført.

"Jeg valgte disse pools specifikt på grund af deres nærhed til sprøjtevandingssiden, giver mulighed for direkte tilførsel af det rensede spildevand til poolvandet, " sagde Mina, nu administrerende direktør for Penn State's Energy and Environmental Sustainability Laboratories.

"Forholdene for dammene er meget forskellige fra vandløb. De rummer stående vand, hvor andemad vokser, så de fysiske og kemiske parametre påvirker persistensen, transformation og nedbrydning af østrogener."

Fordi forskere tog prøver af det rensede spildevandsspildevand under hver ugentlig sprøjtevandingsbegivenhed, samt vandet i forårspoolerne, de opdagede nogle bemærkelsesværdige forskelle, viser transformationer i bassinerne. Estrone - et østrogen, der naturligt udskilles af mennesker - var til stede i næsten 100 procent af de forenede poolprøver, med relativt høje koncentrationer.

Forskerne analyserede også forårsbassinets vand for andre naturligt udskilte østrogener, inklusive 17 alfa-østradiol, 17 beta-østradiol, og østriol, samt østrogen, 17 alfa-ethinylestradiol - et syntetisk østrogen, der er meget udbredt i p-piller. Det syntetiske østrogen blev påvist i færre end 10 procent af prøverne fra forårspuljen.

"Når østrogener indføres i disse anoksiske (iltfattige) pools, de har tendens til at transformere frem og tilbage mellem moderforbindelser og metabolitter og nedbrydes ikke, som de ville gøre under aerobe (iltrige) forhold, " sagde Mina. "Tilstedeværelsen af ​​naturlige østrogener i forårsbassinerne, som ikke blev opdaget i sprøjtevandingsudløbet, tyder på transformation af østron, en metabolit, tilbage til dets moderforbindelser, 17 alfa-østradiol og 17 beta-østradiol."

Denne transformation er aldrig blevet dokumenteret før i vernal pools, og da moderforbindelserne generelt er mere potente end deres metabolitter, disse fund har vigtige økologiske implikationer.

"Det syntetiske østrogen, 17 alfa-ethinylestradiol, blev kun fundet i den første vandingsrunde, " sagde Mina. "Det var en tid, hvor studerende stadig var på campus, og fordi den yngre befolkning tager prævention, det ender i spildevandet. Eleverne var hjemme om sommeren i de senere vandingsrunder."

Resultaterne af forskningen, som blev offentliggjort i denne måned i Landbrug, Økosystemer og miljø , er betydningsfulde, ifølge Heather Gall, adjunkt i landbrugs- og biologisk teknik, hvis forskergruppe ledede undersøgelsen.

Hun bemærkede, at den planlagte, fordelagtig genbrug af vand er blevet en mere og mere almindelig bevaringspraksis verden over, rejser spørgsmål om graden af ​​vandbehandling, der er nødvendig for at afbøde negative miljøpåvirkninger.

Spildevandsrensningsanlæg er ikke designet med evnen til at fjerne hormoner eller andre nye forurenende stoffer, og der er i øjeblikket ingen vandstandarder for disse forurenende stoffer. Lave koncentrationer af lægemidler, personlige hygiejneprodukter og pesticider i farvande - for blot at nævne nogle få - er kendt for at forårsage reproduktive abnormiteter hos fisk og andre vandlevende organismer. Når spildevand genbruges til kunstvandingsaktiviteter, nogle miljømæssige afvejninger forekommer sandsynligvis.

"Dette var den første undersøgelse, der så på østrogens vedholdenhed i forårspuljer, men vi ved fra anden forskning, at livet i vand kan blive påvirket af ekstremt lave koncentrationer af østrogener og andre nye forurenende stoffer, "Gall sagde." Denne forskning fokuserede på Penn State's Living Filter, men forårsbassiner rundt om i landet bliver påvirket af afstrømning fra dårligt fungerende septiske systemer og andre husholdnings- og landbrugskilder til nye forurenende stoffer."

Galls forskergruppe planlægger opfølgende undersøgelser til foråret for at vurdere, om der findes lægemidler og andre hormonforstyrrende stoffer i disse følsomme levesteder.