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Unsere Flüsse und Seen enthalten eine unheimliche Anzahl von Pestiziden und Pharmazeutika

2022

Von Pestiziden bis hin zu Koffein gelangen Chemikalien, die sich auf lebende Organismen auswirken, in die Flüsse und Bäche des Landes. Zu dieser Schlussfolgerung kommen zwei kostenlose Studien des US Geological Survey (USGS) und der US EPA, die beide heute in der Zeitschrift Environmental Science and Technology veröffentlicht wurden .

Dies ist ein Problem für Lebewesen in unserer Umwelt und möglicherweise auch für die menschliche Gesundheit - Flüsse und Bäche versorgen einen Großteil der Trinkwasserversorgung des Landes. Frühere Studien haben gezeigt, dass Wasseraufbereitungsanlagen einige, aber nicht alle dieser Verunreinigungen entfernen.

"Es gibt große Studien, die gezeigt haben, dass diese Art von Kontaminanten selbst in geringen Dosen, wie wir sie hier sehen, tatsächlich biologische Auswirkungen haben können", sagte Paul M. Bradley, Hydrologe bei USGS und Co-Autor beider Studien . Bradley sagt, dass die Auswirkungen extrem breit sind; „Wenn Sie in Bezug auf die Stream-Umgebung denken, sprechen Sie über das gesamte Nahrungsnetz. Du gehst von Mikroorganismen bis zu großen Fischen und Säugetieren. “

Bradley und seine Kollegen nahmen Wasserproben von fünfunddreißig Wasserstraßen, darunter drei Stellen, die weit entfernt von menschlichen Behausungen lagen und als Kontrollen dienten. Der Rest der Stichproben stammte aus einer Mischung aus ländlichen und städtischen Umgebungen. Die Forscher nahmen an jedem Ort genügend Wasser, um zwei separate Tests durchzuführen. Der erste Test untersuchte das Vorhandensein von 719 ausgewählten chemischen Verbindungen.

Von diesen 719 Verbindungen wurden etwas mehr als die Hälfte oder 406 Verbindungen nachgewiesen, was besagt, dass vom Menschen hergestellte Chemikalien in die weitere Umgebung gelangen. Zu den zehn wichtigsten Chemikalien gehörten acht Pestizide und zwei Arzneimittel - Koffein und Metformin, ein Medikament zur Behandlung von Typ-2-Diabetes. Und es ist wichtig zu beachten, dass keine der Chemikalien einzeln vorhanden war - sondern in Form einer verdünnten Suppe, wobei sich die Chemikalien miteinander vermischten.

Der zweite Test war noch faszinierender. Anstatt nach bestimmten Chemikalien zu suchen, testeten sie die Wasserproben mithilfe von Bioassays, um die Auswirkungen einer Chemikalie auf lebende Organismen zu ermitteln. Am Beispiel von Koffein könnte eine Person, die empfindlich auf Koffein reagiert, das Vorhandensein von Koffein in einer Tasse Kaffee testen, indem sie auf Koffein prüft, oder sie könnte es trinken und sehen, ob es sie nervös macht. Ein Bioassay ist vergleichbar mit dem Trinken einer Tasse Kaffee, jedoch auf zellulärer Ebene. Es hat seine Grenzen - Koffein ist schließlich nicht die einzige Droge, die einen Menschen nervös machen kann -, aber es hat auch seine Vorteile. Wenn Sie nicht wüssten, dass Kaffee Koffein enthält, müssten Sie nicht unbedingt darüber nachdenken, ob Sie es testen möchten. Aber wenn Sie wissen, dass Kaffee Sie nervös macht, sollten Sie nach dem Grund suchen.

In diesem Fall prüften sie, ob die Wasserproben die Östrogenrezeptoren (das weibliche Sexualhormon), die Androgenrezeptoren (das männliche Sexualhormon) und die Glukokortikoidrezeptoren (entzündungshemmende Verbindungen, die häufig in Steroiden vorkommen) beeinflussten. Sie stellten fest, dass alle drei Wasserproben betroffen waren, was nicht ganz überraschend war. Aber als sie versuchten, die Bioaktivität mit den Chemikalien zu verknüpfen, die die Rezeptorreaktion ausgelöst haben könnten, stießen sie auf Schwierigkeiten mit Androgen- und Glucocorticoidverbindungen. Basierend auf ihrem Verständnis der 406 Chemikalien, die in der Wasserversorgung vorhanden waren, sollten die Androgen- und Glukokortikoidrezeptoren nicht so stark wie sie reagiert haben. Wenn man es auf das Koffein-Beispiel zurückbringt, ist es, als würde man eine Tasse Kaffee trinken und zittern, als hätte man eine Tasse Kaffee mit einem Schuss Espresso getrunken. Das ergibt keinen Sinn. aber irgendetwas bringt dich eindeutig zum zittern.

"Es könnte sein, dass es Chemikalien gibt, die wir nicht analysieren und die mit dem Rezeptor interagieren", sagte Bradley. Möglicherweise führt die Kombination zu einer Art integrierter Reaktion, die uns nicht bewusst ist. Oder es ist möglich, dass einige dieser Chemikalien tatsächlich mit diesem Rezeptor interagieren und wir haben es einfach nicht bemerkt - niemand hat sie zuvor direkt auf diese Aktivität getestet, sodass wir nicht wissen, dass sie mit diesem Rezeptor binden. Es könnten alle drei sein. «

Die langfristigen Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit sind nicht bekannt, aber es ist töricht zu glauben, dass dieser Effekt Null ist.

„Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass diese Verbindungen im Handel erhältlich sind, da sie speziell für eine biologische Wirkung entwickelt wurden. Ihre wirtschaftliche Lebensfähigkeit basiert auf ihrer nachgewiesenen biologischen Wirkung «, sagte Bradley. »Vielleicht ist die nützlichere Frage: Warum haben sie Ihrer Meinung nach keine Auswirkungen auf die Umwelt?«

Viele der nachgewiesenen Chemikalien waren Arzneimittel. Obwohl sich Arzneimittel von Tiermodellen entfernen, besteht eine der ersten Möglichkeiten, die Wirksamkeit von Humanarzneimitteln zu testen, darin, Verbindungen in Fischen zu testen. Das heißt, es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass das Wasserleben in unseren Flüssen und Bächen nicht durch den Zustrom von Chemikalien beeinträchtigt wird, die wir ins Wasser geben. "Wir sind nicht so unterschiedlich, wie manche uns glauben machen möchten", sagte Bradley.

Das Ziel dieser und ähnlicher Forschung ist es nicht, die gesamte chemische Forschung zu stoppen. Es ist vielmehr der erste Schritt, um zu verstehen, was wir in die Welt setzen - und der Umfang ist riesig. Die 719 Verbindungen, auf die sie getestet haben, stellen einen Bruchteil der 85.000 hergestellten Chemikalien dar, die derzeit in Produktion sind. Und diese Liste wächst.

Gleichzeitig stellten die Forscher eine starke Korrelation mit der höchsten Konzentration von Chemikalien und der Nähe zu einer Abwasserbehandlungsanlage fest - je näher ein Fluss oder Bach an einem liegt, desto mehr Chemikalien sind im Wasser vorhanden. Medikamente wie Geburtenkontrolle, Diabetes-Medikamente und andere Behandlungen bleiben nicht nur in unserem Körper. Andernfalls müssten wir nicht mehrere Dosen einnehmen. Stattdessen werden Chemikalien aus unserem Körper ausgeschieden und landen mit unserem Abfall in der Toilette und landen schließlich in einer Wasseraufbereitungsanlage. Das Herausfinden, wie sie im Rahmen von Wasseraufbereitungsprozessen reduziert werden können, ist eine weitere Forschungsrichtung. "Behandeln wir Abfälle in der Nähe der Quelle [unserer Häuser und Gebäude] anstatt sie zu sammeln und zu behandeln?", Sagte Bradley.

Die Frage, wie viele Chemikalien in unseren Wasserstraßen landen und wie wir verhindern, dass sie fortbestehen, hat schwerwiegende Folgen.

"Nehmen wir grüne Chemie an?" Sagte Bradley. "Ändern wir die Art und Weise, wie wir Moleküle entwerfen, damit wir anstatt ihre biologische Aktivität und ihre Lagerfähigkeit zu maximieren, Verbindungen herstellen, die schneller abgebaut werden, die zielgerichteter sind und die Nichtzielorganismen nicht so stark treffen?"

Dies sind die Fragen, die die Ergebnisse der Studie aufwerfen. Es bleibt abzuwarten, wie wir antworten werden.

Hinweis: Eine frühere Version der Karte der Wasserprobenahme wurde falsch geladen. Wir haben die Karte aktualisiert, um die korrekten Standorte wiederzugeben, und entschuldigen uns für den Fehler.

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