Oestrogenen in gezuiverd afvalwater die hun weg vinden naar tijdelijke wetlands die bekend staan ​​als lentepoelen, blijven weken of zelfs maanden bestaan, volgens onderzoekers, die suggereren dat persistentie gevolgen kan hebben voor deze kritieke aquatische habitats.

Een acht weken durende studie van het gedrag van oestrogenen in drie lentezwembaden in het gebied van Penn State's Living Filter, heeft deze bevindingen opgeleverd die inzicht geven in de huidige ontoereikendheid van de zuivering en het hergebruik van water in het algemeen. The Living Filter is een gebied van 600 hectare waar Penn State al sinds de jaren tachtig al zijn afvalwater op akkers en bossen sproeit.

Dit voorjaarsonderzoek uit 2015 viel opzettelijk samen met de ontwikkelingsperiode van inheemse amfibieënlarven, door onderzoekers als een "ecologisch relevant" interval beschouwd, aangezien oestrogenen het potentieel hebben om hormoonontregeling bij amfibieën te veroorzaken.

Naast het meten van de aanwezigheid en concentratie van oestrogenen in zowel de behandelde, gespoten afvalwater en zwembadwater, onderzoekers installeerden sensoren in elk zwembad en maten verschillende fysische en chemische parameters, waaronder opgeloste zuurstof, oxidatie-reductiepotentieel, water niveau, water temperatuur, elektrische geleiding, pH, en regenval gedurende de hele studieperiode.

In het sterk zuurstofrijke water van beken en rivieren, oestrogenen breken relatief snel af. Maar deze studie toonde aan, Voor de eerste keer, dat in het opgeloste zuurstofarme water van lentepoelen de oestrogenen blijven bestaan ​​en zelfs transformeren in moederverbindingen, verklaarde hoofdonderzoeker Odette Mina, een doctoraatsstudent aan het College of Agricultural Sciences toen het onderzoek werd uitgevoerd.

"Ik heb die zwembaden specifiek geselecteerd vanwege hun nabijheid tot de zijtakken van de sproei-irrigatie, directe invoer van het behandelde afvalwater in het zwembadwater mogelijk maken, " zei Mina, nu directeur van Penn State's Energy and Environmental Sustainability Laboratories.

"De omstandigheden van de vijvers zijn heel anders dan die van beekjes. Ze bevatten stilstaand water waarin eendenkroos groeit, dus de fysische en chemische parameters beïnvloeden de persistentie, transformatie en afbraak van de oestrogenen."

Omdat onderzoekers het behandelde afvalwater bemonsterden tijdens elke wekelijkse sproei-irrigatie, evenals het water in de lentepoelen, ze ontdekten enkele opmerkelijke verschillen, met transformaties in de pools. Estron - een oestrogeen dat van nature door mensen wordt uitgescheiden - was aanwezig in bijna 100 procent van de lentepoolmonsters, met relatief hoge concentraties.

De onderzoekers analyseerden ook het lentezwembadwater op andere natuurlijk uitgescheiden oestrogenen, waaronder 17 alfa-estradiol, 17 beta-oestradiol, en oestriol, evenals oestrogeen, 17 alfa-ethinylestradiol - een synthetisch oestrogeen dat veel wordt gebruikt in anticonceptiepillen. Het synthetische oestrogeen werd gedetecteerd in minder dan 10 procent van de lentepoolmonsters.

"Wanneer oestrogenen worden geïntroduceerd in deze zuurstofarme (zuurstofarme) poelen, ze hebben de neiging om heen en weer te transformeren tussen moederverbindingen en metabolieten en degraderen niet zoals ze zouden doen in aerobe (zuurstofrijke) omstandigheden, " zei Mina. "De aanwezigheid van natuurlijke oestrogenen in de lentepoelen die niet werden gedetecteerd in het sproei-irrigatie-effluent, suggereert transformatie van oestron, een metaboliet, terug naar zijn moederverbindingen, 17 alfa-oestradiol en 17 beta-oestradiol."

Deze transformatie is nog nooit eerder gedocumenteerd in lentezwembaden, en aangezien de moederverbindingen over het algemeen krachtiger zijn dan hun metabolieten, deze bevindingen hebben belangrijke ecologische implicaties.

"Het synthetische oestrogeen, 17 alfa-ethinylestradiol, werd alleen in de eerste irrigatieronde gedetecteerd, "Zei Mina. "Dat was een tijd dat studenten nog op de campus zaten, en omdat de jongere bevolking voorbehoedsmiddelen gebruikt, het komt in het afvalwater terecht. In de latere irrigatierondes waren de studenten thuis voor de zomer."

De bevindingen van het onderzoek, die deze maand werd gepubliceerd in Landbouw, Ecosystemen en milieu , zijn aanzienlijk, volgens Heather Gall, assistent-professor landbouw- en biologische technologie, wiens onderzoeksgroep het onderzoek leidde.

Ze merkte op dat de geplande, nuttig hergebruik van water is wereldwijd een steeds algemenere beschermingspraktijk geworden, roept vragen op over de mate van waterbehandeling die nodig is om de negatieve milieueffecten te verminderen.

Rioolwaterzuiveringsinstallaties zijn niet ontworpen met het vermogen om hormonen of andere opkomende verontreinigingen te verwijderen, en er zijn momenteel geen waternormen voor deze verontreinigingen. Lage concentraties van geneesmiddelen, Het is bekend dat producten voor persoonlijke hygiëne en pesticiden in water - om er maar een paar te noemen - reproductieve afwijkingen veroorzaken bij vissen en andere waterorganismen. Wanneer afvalwater wordt hergebruikt voor irrigatieactiviteiten, sommige milieu-afwegingen zullen waarschijnlijk plaatsvinden.

"Dit was de eerste studie die keek naar de persistentie van oestrogenen in lentezwembaden, maar we weten uit ander onderzoek dat het waterleven kan worden beïnvloed door extreem lage concentraties oestrogenen en andere opkomende verontreinigingen, Gall zei. "Dit onderzoek richtte zich op Penn State's Living Filter, maar lentezwembaden in het hele land worden beïnvloed door afvoer van slecht werkende septische systemen en andere binnenlandse en agrarische bronnen van opkomende verontreinigingen."

De onderzoeksgroep van Gall plant dit voorjaar vervolgonderzoeken om te evalueren of geneesmiddelen en andere hormoonontregelende stoffen in deze gevoelige habitats worden aangetroffen.