Hvad er der i Puget-lyden? Ny teknik kaster et bredt net for angående kemikalier

Vandet i Puget Sound understøtter mange arter, herunder muslinger, laks og spækhugger. Men forskere ved, at afstrømning fra land i urbaniserede områder kan indeholde kemikalier, der kan skade disse skabninger, også selvom det ikke altid er klart, hvilke kemikalier der er mest skadelige.

Eksisterende metoder sporer specifikke kemikalier af kendt bekymring. Indtil for nylig, imidlertid, der var ingen måde at finde ud af, hvilke andre potentielt skadelige forbindelser der kunne være til stede i vandet.

Ved at bruge en ny "ikke-målrettet" tilgang, forskere ved University of Washington og UW Tacoma screenede prøver fra flere regioner i Puget Sound for at lede efter andre angående kemikalier. Holdet identificerede 64 kemikalier, der aldrig er opdaget før i denne vandvej. Otte kemikalier var i potentielt farlige koncentrationer, som vil kræve yderligere undersøgelse. Holdet offentliggjorde disse resultater 30. december Miljøvidenskab og teknologi .

"Historisk har vi gjort et anstændigt stykke arbejde med at kategorisere ældre kemikalier i Puget Sound, men vi ved også, at der er mange flere kemikalier, der kommer i vandet hver dag, " sagde seniorforfatter C. Andrew James, en forsker ved Center for Urban Waters ved UW Tacoma. "Hvis vi kan forstå, hvad der er der, og i hvilke koncentrationer det sker, så kan vi begynde at finde ud af, hvilke kemikalier der sandsynligvis vil påvirke fiskens sundhed, spækhugger og andre marine organismer."

Forskerne indsamlede vand fra 18 regioner - fra Port Townsend til Olympia - af Puget Sounds kystnære, hvilket betyder, at holdet indsamlede vandprøverne, mens de stod på kajen eller kysten, ikke en båd.

"Vores prøveudtagningssteder dækkede områder med forskellig arealanvendelse. F.eks. vi har relativt rene steder såsom Hood Canal nær Holly, Washington, samt urbaniserede eller industrielle steder såsom krydstogtterminalen ved Smith Cove og Thea Foss-vandvejen ved Commencement Bay, " sagde hovedforfatter Zhenyu Tian, en forsker ved Center for Urban Waters. "Med et så bredt udvalg, vi håbede at se en sammenhæng mellem forurening og arealanvendelse."

Forskerne indsamlede vand på de 18 steder flere gange i løbet af 2018, fører til 78 vandprøver. Derefter brugte de en metode kaldet højopløsningsmassespektrometri for at hjælpe dem med at identificere, hvilke kemikalier der var i hver prøve.

"Vores metode giver os mulighed for at detektere hundredvis til tusindvis af kemikalier på én gang i en enkelt prøve. Den bestemmer en forbindelses masse virkelig nøjagtigt, " sagde medforfatter Edward Kolodziej, en lektor i både UW Department of Civil &Environmental Engineering og UW Tacoma Division of Sciences &Mathematics.

Forskerne bruger massen af ​​hver forbindelse til at finde ud af den kemiske formel, og derefter bruge andre oplysninger til at identificere det.

"På CSI, når de har disse instrumenter, de tænder for instrumentet, og det fortæller dem:'Det er ibuprofen.' Men i virkeligheden er det meget arbejde at komme til et punkt, hvor du er helt sikker på, at du ved, hvad det kemikalie egentlig er. " sagde Kolodziej.

Holdet fandt mindst 205 forskellige kemikalier på tværs af deres prøver. Af disse forbindelser, forskere var i stand til pålideligt at bekræfte identiteten af ​​75, hvoraf 64 blev rapporteret for første gang i Puget Sound.

De 75 bekræftede kemikalier omfattede pesticider, herbicider, fødevaretilsætningsstoffer og lægemidler - antidepressiva og blodtryksmedicin, for eksempel – og forbindelser relateret til køretøjer, såsom dækgummikemikalier.

"Vores mål er virkelig at finde ud af, hvilke kemikalier der betyder noget fra et biologisk perspektiv - hvordan en fisk eller en skaldyr vil reagere, " sagde James. "Så vi sammenlignede niveauerne af de kemikalier, vi fandt, med de koncentrationer, toksikologer har anset for at have betydning for livet i havet."

De otte kemikalier fundet i relevante niveauer var:

• To køretøjsrelaterede forurenende stoffer, der findes i dæk og andre kilder
• Det antidepressive lægemiddel Venlafaxin
• To herbicider, herunder en akvatisk, der bruges til at bekæmpe ukrudt og alger
• To kemikalier fundet i plastik
• En vedholdende, velundersøgt kemikalie kaldet PFOS, som er kendt for at være skadelig for mennesker og dyr

Disse vedrørende kemikalier blev lokaliseret til specifikke "hot spots" i Puget Sound, og de fleste af dem var ikke altid til stede i forskellige prøver fra det samme sted. Dette er i modsætning til andre kemikalier, som holdet fandt i næsten alle prøverne, men som anså for mindre bekymring, såsom det kunstige sødemiddel Splenda og et lægemiddel, der bruges til at behandle anfald og bipolar lidelse.

Det næste skridt, siger forskerne, er at dykke ned i, hvad disse data betyder for livet i havet i den nære kysten, specifikt i skaldyr og laks. Holdet håber også at fortsætte med at undersøge de otte om kemikalier og bedre forstå hot spots.

"På en eller anden måde en stor brøkdel af de ting, vi køber og bruger, ender i floderne og Puget Sound, " sagde Kolodziej. "Alle tror, ​​at kemikalier rammer havet og forsvinder, fordi der er så meget vand i havet, at koncentrationerne går langt ned. Men hvis du tog koncentrationen af ​​et kemikalie i spildevand eller regnvand, det er ikke sådan, at du bare kan dividere med Puget Sounds samlede vandvolumen, og det er den koncentration, du vil opdage i Puget Sound. Koncentrationen i nærkysten er meget højere, fordi der ikke har været tid nok til at blande sig. Så eksponeringsniveauer for akvatiske organismer i den nærliggende kyst kan være meget højere, end du kunne forvente."