Присутствие и стойкость эстрогенов в сезонных водоемах вызывает растущую озабоченность
Эстрогены из очищенных сточных вод, попадающие во временные водно-болотные угодья, известные как сезонные водоемы (vernal pools), могут сохраняться там в течение недель или даже месяцев. К такому выводу пришли исследователи, предположившие, что такая стойкость может иметь последствия для этих важных водных местообитаний.
Восьминедельное исследование поведения эстрогенов в трех сезонных водоемах на территории «Живого фильтра» Университета Пенсильвании выявило эти данные, проливающие свет на недостаточность текущих методов очистки и повторного использования воды в целом. «Живой фильтр» — это территория площадью 600 акров, где с 1980-х годов университет распыляет все свои сточные воды на сельскохозяйственные поля и лес. Исследование весной 2015 года было специально приурочено к периоду развития личинок местных амфибий, поскольку эстрогены могут вызывать эндокринные нарушения у этих животных.
Помимо оценки наличия и концентрации эстрогенов как в очищенных сточных водах, так и в воде водоемов, исследователи установили в каждом водоеме датчики для измерения различных физических и химических параметров, включая растворенный кислород, окислительно-восстановительный потенциал, уровень воды, температуру, электропроводность, pH и количество осадков.
В хорошо насыщенной кислородом воде рек и ручьев эстрогены разлагаются относительно быстро. Однако это исследование впервые показало, что в воде сезонных водоемов, обедненной растворенным кислородом, эстрогены сохраняются и даже трансформируются обратно в исходные соединения, — объяснила ведущий исследователь Одетт Мина. «Условия в этих прудах сильно отличаются от условий в ручьях. В стоячей воде, где растет ряска, физические и химические параметры влияют на стойкость, трансформацию и деградацию эстрогенов».
Поскольку исследователи отбирали пробы очищенных сточных вод во время каждого еженедельного орошения, а также воды из водоемов, они обнаружили заметные различия, свидетельствующие о трансформациях в водоемах. Эстрон — эстроген, естественным образом выделяемый человеком, — присутствовал почти в 100% проб из сезонных водоемов в относительно высоких концентрациях. Синтетический эстроген 17 альфа-этинилэстрадиол, широко используемый в противозачаточных таблетках, был обнаружен менее чем в 10% проб.
«Когда эстрогены попадают в эти аноксичные (бедные кислородом) водоемы, они имеют тенденцию трансформироваться туда и обратно между исходными соединениями и метаболитами и не разлагаются, как в аэробных условиях», — отметила Мина. Трансформация эстрона обратно в его исходные соединения (17 альфа-эстрадиол и 17 бета-эстрадиол) ранее не документировалась в сезонных водоемах, а поскольку исходные соединения, как правило, более активны, эти выводы имеют важные экологические последствия.
Результаты исследования, опубликованные в этом месяце в журнале Agriculture, Ecosystems and Environment, являются значимыми, считает доцент Хизер Галл. Она отметила, что запланированное, полезное повторное использование воды становится все более распространенной практикой во всем мире, вызывая вопросы о необходимой степени очистки для смягчения негативного воздействия на окружающую среду.
«Это было первое исследование, посвященное стойкости эстрогенов в сезонных водоемах, но из других работ мы знаем, что на водные организмы могут влиять даже чрезвычайно низкие концентрации эстрогенов и других новых загрязнителей», — сказала Галл. Ее исследовательская группа планирует последующие исследования этой весной, чтобы оценить наличие фармацевтических препаратов и других эндокринных разрушителей в этих уязвимых местообитаниях.