Fiskeben giver nyt værktøj til sporing af kul askeforurening

En undersøgelse fra Duke University viser, at sporstoffer i en fiskes øreben kan bruges til at identificere og spore kulasforurening i de farvande, hvor den levede.

"Forkalkede strukturer - eller otolitter - fundet i en fiskes indre øre vides at gemme en masse livshistorisk information, herunder kemiske og fysiske registreringer af fiskens alder natal habitat og migrationsmønstre, "sagde Jessica Brandt, hovedforfatter af papiret og en ph.d. i 2018 uddannet fra Duke's Nicholas School of the Environment. "Vi har vist, at otolitter også fanger underskrifterne af forurenende stoffer, der har påvirket fiskens økosystemer."

Brant og hendes team fandt ud af, at strontiumisotopforhold i otolitterne af fisk fra to North Carolina -søer - som begge havde modtaget spildevand fra kulaske -damme ved nærliggende kraftværker - matchede strontium -isotopforholdene i prøver, der blev opsamlet fra sediment i bunden af ​​bunden af søer.

"Dette viser, at otolitter kan bruges som biogene sporstoffer til at vurdere potentialet for økologiske virkninger af kuldaskeaffaldsstrømme i berørte farvande, sagde Brandt, som nu er postdoktor ved US Geological Survey. "Selvom strontium opfører sig anderledes end de giftige elementer i kulaskeudløb, det hjælper os med at forbinde høje niveauer af disse elementer tilbage til forureningskilden. "

Strontium er et naturligt forekommende sporstof i kul, der bevarer unikke isotopforhold, selv efter at kul er brændt, og kulaske kommer i kontakt med et vandmiljø.

Tidligere undersøgelser har brugt strontiumisotopforhold til at spore kulas indvirkning på vandkvaliteten, "men det er første gang, vi har kunnet bevise, at de også kan bruges som fingeraftryk til at spore kulas indvirkning på levende organismer, "sagde Avner Vengosh, professor i geokemi og vandkvalitet ved Duke's Nicholas School, der var medforfatter til undersøgelsen.

"Dette viser bestemt, at strontium i fisken skal være fra forurening med kulaske, "Sagde Vengosh.

Duke-teamet offentliggjorde sine peer-reviewed fund 21. november i tidsskriftet Environmental Science &Technology Letters .

Forskerne indsamlede overfladevand og sedimentbaserede porevandprøver fra to North Carolina-søer-Mayo Lake og Sutton Lake-der historisk blev taget i brug for at levere kølevand til nærliggende kraftværker og for at modtage deres spildevand. Sutton Lake var stedet for en stor læk af kulaske i den tilstødende Cape Fear -flod, efter at orkanen Firenze forårsagede oversvømmelser i dette efterår.

Forskerne indsamlede også overflade- og poreprøver fra to steder placeret opstrøms for søerne, og fra to andre søer - Lake Tillery og Lake Waccamaw - der ikke er forbundet med kuldaskeaffaldsstrømme. Prøverne blev derefter analyseret i laboratoriet, sammen med otoliths af largemouth bas fra hver af søerne.

"Strontium -isotopforhold i stormundede bas -otolitter overlappede med forhold i tilsvarende sedimentporevand ved alle søer og reservoirer, hvilket er overbevisende bevis for, at otolitter kan tjene som biogene sporstoffer af kulaskeudløb, "sagde Richard Di Giulio, Sally Kleberg, professor i miljøtoksikologi ved Duke, der var medforfatter til undersøgelsen.

Strontium -isotopforhold i overfladevandsprøver fra søerne matchede ikke altid dem i fiske -otolitterne og porevandprøver, Di Giulio forklarede, men dette kan skyldes, at overfladevandforhold er mere variable over tid.

"Denne undersøgelses fund viser, at otolith -undersøgelser kan tilføre vores eksisterende forskningsindsats, "sagde Brandt." Vandbaserede strontiumisotopsporere giver os kun oplysninger om kulaskenes påvirkninger på et bestemt tidspunkt, men fordi otolitter konstant vokser i løbet af en fiskes levetid, vi kunne bruge tidsserieanalyser af otolitter til at bestemme tidspunktet for affaldsstrømudslip eller spild, der går flere år tilbage. Dette repræsenterer en ny og vigtig ny retning inden for miljøtoksikologi og forskning i vandkvalitet. "