Ny tilgang til overvågning af ferskvandskvalitet kan identificere kilder til forurening, forudsige deres virkninger
Kilden til forurenende stoffer i floder og ferskvandssøer kan nu identificeres ved hjælp af en omfattende ny vandkvalitetsanalyse, ifølge forskere ved University of Cambridge og Trent University, Canada.
Mikropartikler fra bildæk, pesticider fra landmænds marker og toksiner fra skadelig algeopblomstring er blot nogle af de organiske kemikalier, der kan påvises ved hjælp af den nye tilgang, som også indikerer, hvilken indvirkning disse kemikalier sandsynligvis vil have i en bestemt flod eller sø .
Det er vigtigt, at tilgangen også kan pege på oprindelsen af specifikt organisk stof opløst i vandet, fordi det har en særskilt sammensætning afhængigt af dets kilde.
Den bruger en teknik kaldet højopløsningsmassespektrometri til at analysere vandprøver:inden for en time giver dette et omfattende overblik over alle de organiske molekyler, der er til stede. Artiklen er publiceret i tidsskriftet Science .
Vandkvaliteten er stærkt bestemt af mangfoldigheden af organisk stof, der er opløst i det - kaldet "kediversitet". Forskerne siger, at de tusindvis af forskellige opløste organiske forbindelser kan holde ferskvandsøkosystemer sunde eller bidrage til deres tilbagegang, afhængigt af den tilstedeværende blanding.
"Traditionelle tilgange til overvågning af vandkvalitet involverer at tage mange forskellige målinger med mange enheder, hvilket tager meget tid. Vores teknik er en meget enkel måde at få et omfattende overblik over, hvad der foregår i en bestemt flod eller sø," sagde Jérémy Fonvielle, en forsker ved University of Cambridges afdeling for biokemi og medforfatter til artiklen.
For at forstå, hvad der driver denne kedediversitet, gennemgik holdet undersøgelser af opløst organisk materiale i ferskvandsprøver fra floder og søer i hele Europa og det nordlige Canada.
For eksempel afslørede vandanalyse af Lake Erie i Canada høje niveauer af fosforforurening. Ved at se på sammensætningen af individuelle molekyler i vandprøven identificerede forskere landbrugsaktiviteter som kilden til denne forurening, snarere end spildevandsspildevand.
"Mens vi før kunne måle mængden af organisk kvælstof eller fosforforurening i en flod, kunne vi ikke rigtig identificere, hvor forureningen kom fra. Med vores nye tilgang kan vi bruge det unikke molekylære fingeraftryk fra forskellige forureningskilder i ferskvand til at identificere deres kilde," sagde Dr. Andrew Tanentzap ved Trent University School of the Environment, medforfatter af rapporten.
Traditionelle tilgange involverer separat måling af mange indikatorer for økosystemsundhed, såsom niveauet af organiske næringsstoffer eller særlige forurenende stoffer som nitrogen. Disse kan angive vandets tilstand, men ikke hvorfor denne tilstand er opstået.
Opløst organisk stof er en af de mest komplekse blandinger på Jorden. Den består af tusindvis af individuelle molekyler, hver med deres egne unikke egenskaber. Denne sag har indflydelse på mange processer i floder og søer, herunder næringsstofkredsløb, kulstoflagring, lysabsorption og interaktioner med fødenettet – som tilsammen bestemmer økosystemets funktion.
Kilder til opløst organisk materiale i ferskvand omfatter byafstrømning, landbrugsafstrømning, aerosoler og naturbrande.
"Det er muligt at overvåge ferskvands sundhed gennem mangfoldigheden af forbindelser, der er til stede. Vores tilgang kan og er ved at blive rullet ud over hele Storbritannien," sagde Tanentzap.
Fonvielle vil nu anvende denne teknik til at analysere vandprøver fra landbrugsjordens dræningsgrøfter i Fens, som en del af et projekt drevet af University of Cambridges Center for Landscape Regeneration for at forstå ferskvandssundheden i dette landbrugslandskab.
Flere oplysninger: Andrew J. Tanentzap, Chemodiversity in freshwater health, Science (2024). DOI:10.1126/science.adg8658. www.science.org/doi/10.1126/science.adg8658
Journaloplysninger: Videnskab
Leveret af University of Cambridge
Varme artikler
-
Ekstremt vejr fra stratosfærenStratosfæren er det andet lag af Jordens atmosfære. Den ligger over troposfæren og udgør en del af homosfæren. Kredit:NASA ETH klimaforsker Daniela Domeisen har dokumenteret, hvordan stratosfæren -
Forskere afdækker en overset proces, der forbedrer mangroves potentiale for kulfjernelseRødehavs mangrover repræsenterer en effektiv naturlig måde at fjerne kuldioxid fra atmosfæren. Kredit:Morgan Bennett Smith Høje niveauer af opløst calciumcarbonat til stede i deres grundfjeld tyde -
Ordvalg betyder noget i vejrkommunikationNy forskning fra UGA tyder på, at nogle ord, der bruges til at motivere folk til handling i lyset af dårligt vejr, kan give bagslag. Kredit:Lisa Robbins/UGA Når en storm som orkanen Zeta er på vej -
68-årig undersøgelse viser langtidseffekter af afbrænding af skove med hyppige mellemrumUniversity Forest Conservation Area-land bliver brændt hvert fjerde år. Kredit:MU I de seneste årtier har videnskabsmænd og landforvaltere har indset vigtigheden af kontrollerede skovbrande for
- Forskere får gennemsigtige materialer til at absorbere lys
- En molekylær optimeringsramme til at identificere lovende organiske radikaler til vandige redoxstrø…
- Kemiske egenskaber ved benzoesyre
- Forskere samler et bibliotek af sukkerarter
- NASA-rumfartøjet lukker ind for asteroide for frontalkollision
- Miljøretfærdighed forsvarer ofre for vold og mord