Исследование Университета Нотр-Дам за 42 года выявило закономерности миграции PFAS в Великих озёрах

Репортаж от Wedoany，Исследователи Университета Нотр-Дам (University of Notre Dame), проанализировав 42-летние биологические записи Великих озёр, выявили процессы миграции и загрязнения пер- и полифторалкильными веществами (PFAS) в дикой природе этого региона.

Исследование, опубликованное в журнале «Journal of Environmental Quality», было проведено под руководством бывшего студента бакалавриата этого университета. Команда исследователей объединила данные 50 исследований, включающих 2500 биологических измерений, и зафиксировала пространственно-временные изменения PFAS в биоте крупнейшей в мире системы пресноводных озёр. Руководители исследования Гэри Ламберти (Gary Lamberti, почётный профессор водных наук Nieuwland на кафедре биологических наук Университета Нотр-Дам), Даниэле де Алмейда Миранда (Daniele De Almeida Miranda, доцент-исследователь) и их коллеги сосредоточились на накоплении химических веществ в организмах — от водорослей и микроорганизмов до высших хищников, таких как лосось и белоголовый орлан.

Соединения PFAS не разлагаются, поскольку их углерод-фторные связи являются одними из самых прочных в химии; они устойчивы к нагреву, воде и трудно поддаются естественному разложению, что приводит к их накоплению в почве и воде. Водоросли и другие организмы поглощают PFAS, которые затем могут быть съедены водными насекомыми и рыбами; токсины постепенно усиливаются по пищевой цепи, достигая пика у высших хищников — этот процесс называется биомагнификацией.

Исследование сосредоточено на шести веществах PFAS с наибольшей частотой обнаружения в Великих озёрах. Среди них перфтороктансульфоновая кислота (PFOS), которая была поэтапно выведена из обращения в период с 2000 по 2002 год, показала снижение содержания в Великих озёрах за период исследования. Данные показывают, что уровень загрязнения был самым низким в озере Верхнем и самым высоким в озере Онтарио, что соответствует распределению плотности населения и промышленного производства. Ламберти отмечает, что эта закономерность также связана с большей площадью и глубиной озёр Верхнего и Мичиган.

Первый автор статьи Питер Мартин (Peter Martin, выпускник бакалавриата 2024 года) начал сотрудничество с командой Ламберти на третьем курсе в 2022 году; этот проект теперь является его дипломной работой с отличием. В настоящее время Мартин является аспирантом Университета штата Мичиган (Michigan State University); в ходе выполнения исследования он сотрудничал с Мирандой и постдокторантом Элисон Захриц (Alison Zachritz) и другими. Мартин отмечает, что в определённые временные периоды и в масштабе 42 лет каждое из Великих озёр демонстрирует уникальные временные закономерности изменения PFAS, и не все озёра следуют одному и тому же тренду.

Исследователи обнаружили, что процесс биомагнификации не является линейным. Миранда указывает, что существует множество путей достижения вершины пищевой сети, на которые влияют биологические сообщества. Водные организмы накапливают PFAS через питание и водный обмен, тогда как птицы, поедающие рыбу, не обмениваются водой, поэтому их нагрузка PFAS будет иной. Ламберти отмечает, что, хотя PFAS широко распространены в окружающей среде, после поэтапного отказа предприятий от определённого соединения это вещество в конечном итоге вымывается из озера. Однако период вымывания значительно варьируется: среднее время пребывания капли воды в озере составляет от менее 3 лет в озере Эри до 200 лет в озере Верхнем. Ламберти подчёркивает, что Великие озёра долго удерживают воду и загрязнители, что даёт биоте достаточно времени для поглощения токсинов. Хотя снижение PFOS является положительным сигналом, всё больше соединений PFAS, не прошедших токсикологические испытания, постоянно разрабатываются.

В настоящее время Миранда восполняет пробелы в проекте Мартина, связанные с недостатком данных о первичных продуцентах, таких как водоросли и растения, собирая образцы биоплёнок, детрита, водорослей и водных насекомых, чтобы наблюдать, как PFAS попадают в основание пищевой сети и циркулируют в нём, в конечном итоге передаваясь высшим хищникам.

Исследование финансировалось Программой морских грантов Иллинойса и Индианы (Illinois-Indiana Sea Grant), Трастовым фондом рыболовства Великих озёр (Great Lakes Fishery Trust), Центром водных ресурсов Индианы при Университете Пердью (Indiana Water Resources Research Center at Purdue University) и Инициативой по изменению окружающей среды Университета Нотр-Дам (Environmental Change Initiative). Ламберти выражает надежду, что исследование позволит учёным, промышленности, общественности и правительству продолжать уделять внимание долгосрочной проблеме PFAS, поскольку даже после прекращения производства определённого соединения оно будет сохраняться в течение десятилетий.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com