Nye organiske kontaminantniveauer stærkt påvirket af vandløb, sæsoner

Strømningshastigheder og tid på året skal tages i betragtning for bedre at forstå de potentielle risici forbundet med nye organiske forurenende stoffer i floder og vandløb, ifølge forskere fra Penn State, der studerede forurenende koncentrationer og strømningskarakteristika på seks steder nær drikkevandindtag i Susquehanna -flodbassinet.

Mens mange undersøgelser har set på niveauerne af nye organiske kontaminanter, såsom lægemidler og pesticider i floder, og deres virkning på vandlevende organismer, dette er et af de første projekter til tæt at korrelere forurenende niveauer med strømme, bemærkede forsker Heather Preisendanz, lektor i landbrugs- og biologisk teknik.

Ud over, forskergruppen dokumenterede sæsonmæssige ændringer i forurenende koncentrationer, med forhøjede niveauer af nogle forurenende stoffer set i de varmere måneder, udgør den største risiko for at fiske under deres gydning og tidlige udviklingsstadier, sagde Preisendanz. Hendes forskergruppe i College of Agricultural Sciences har studeret nye forurenende stoffer i overfladevand og grundvand siden 2013.

Forskere arbejdede sammen med Pennsylvania-American Water Co. for at prøve drikkevandskilderne fra seks rensningsanlæg-tre i Susquehanna-floden, tre i reservoirer - alle i den midterste del af Susquehanna -flodbassinet i det centrale Pennsylvania.

Under tofasestudiet, forskere ledte efter forurenende stoffer, der tidligere var fundet i Pennsylvania -farvande. I fase I, alle vandprøver blev analyseret hver anden gang for syv humane farmaceutiske forbindelser, herunder fire antibiotika - ampicillin, sulfamethoxazol, ofloxacin og trimethoprim; to analgetika - acetaminophen og naproxen; og et stimulerende middel - koffein. I fase II, de gennemførte et intensivt prøveudtagningsregime på et enkelt flodsted, med fokus på en bredere vifte af nye organiske forurenende stoffer.

I fase I, sulfamethoxazol, acetaminophen og koffein blev hyppigst påvist, i 54%, 42% og 35% af prøverne, henholdsvis. Trimethoprim, naproxen, ofloxacin og ampicillin blev påvist i mindre end 35% af prøverne. Af de hyppigst opdagede lægemidler er koffein havde den højeste gennemsnitlige koncentration, mens sulfamethoxazol og acetaminophen havde lavere gennemsnitlige koncentrationer. Ampicillin var den mindst hyppigt påviste forbindelse.

I fase II, 13 flere forbindelser blev målrettet til analyse, herunder human- og veterinærantibiotika - chlortetracyclin, tetracyclin, oxytetracyclin, erythromycin, sulfadiazin, sulfadimethoxin, sulfamethazin, og tylosin; et antimikrobielt middel - triclosan; en antihistamin - cimetidin; et antidiabetikum - metformin; en koffeinmetabolit - theobromin; og et neonicotinoid insekticid - thiamethoxam.

I fase II, de hyppigst påviste forbindelser var acetaminophen og theobromin - begge i 89% af prøverne - koffein, fundet i 87% af prøverne, og metformin i 84% af prøverne. Thiamethoxam, naproxen og sulfamethoxazol blev påvist hos 21%, 17%, og 16% af prøverne henholdsvis. De andre seks forbindelser blev påvist i mindre end 2% af prøverne.

Koncentrationerne af nye organiske forbindelser var lave, men de var udbredt, forklarede hovedforsker Faith Kibuye, en ph.d. -kandidat i Institut for Landbrugs- og Biologisk Teknik, da forskningen blev udført.

"Samlet set, nye organiske kontaminanter var til stede i højere koncentrationer i koldere årstider end varmere årstider. Koncentrationen af ​​thiamethoxam, et neonicotinoid insekticid, øget i perioder med høj strømning, "sagde Kibuye.

Da strømmen var høj, mængden af ​​forurenende stoffer fra nonpoint -kilder, sandsynligvis fra landbrugsafstrømning, var højest, og omvendt, når strømmen var lav, koncentrationerne af forurenende stoffer, der almindeligvis findes i udledninger til rensningsanlæg, var højest, fandt forskere.

"Det er fordi store stormhændelser, især i forårsmånederne, mobilisere nye kontaminanter, såsom pesticider, fra landbrugsmarker, "Preisendanz sagde." Det forklarer det positive forhold mellem neonicotinoidkoncentrationer og strømningshastighed. "

Billedet var mindre klart for de forurenende stoffer, der både har point- og nonpoint -kilder, Preisendanz tilføjet, fordi nogle ældre kommuner har kombineret storm- og sanitære kloaksystemer, der udleder ubehandlet spildevand under begivenheder med høj strømning.

Selv uden vandkvalitetsstandarder for at definere, hvilke niveauer der kan betragtes som sikre for forskellige vandorganismer og menneskers sundhed, forskerne beregnede risikovurderinger for forbindelser fundet i undersøgelsen ved hjælp af eksponeringsgrænser, der allerede var fastsat af U.S. Food and Drug Administration. Disse beregninger afslørede, at selvom forbindelserne udgjorde middel til høj risiko for vandlevende organismer, menneskers sundhedsrisiko ved at drikke vand eller indtage fisk er lav. Imidlertid, undersøgelsens resultater, for nylig udgivet i Kemosfæren , fastslog ikke risiciene på grund af tilstedeværelsen af ​​flere forurenende stoffer i vandet samtidigt.

"Vi kender ikke effekten af ​​at blive udsat for en cocktail af disse forbindelser, selv ved lave niveauer, og om de kan have en synergistisk effekt, "Sagde Preisendanz.