De wateren van Puget Sound ondersteunen vele soorten, inclusief mosselen, zalm en orka's. Maar onderzoekers weten dat afvoer van land in de verstedelijkte gebieden chemicaliën kan bevatten die deze wezens kunnen schaden, ook al is het niet altijd duidelijk welke chemicaliën het schadelijkst zijn.

Bestaande methoden volgen specifieke chemicaliën waarvan bekend is dat ze zorgwekkend zijn. Tot voor kort, echter, er was geen manier om erachter te komen welke andere potentieel schadelijke verbindingen in het water aanwezig zouden kunnen zijn.

Met behulp van een nieuwe "niet-gerichte" benadering, onderzoekers van de Universiteit van Washington en UW Tacoma screenden monsters uit meerdere regio's van Puget Sound om te zoeken naar andere betreffende chemicaliën. Het team identificeerde 64 chemicaliën die nog nooit eerder in deze waterweg waren gedetecteerd. Acht chemicaliën bevonden zich in potentieel gevaarlijke concentraties die verder moeten worden onderzocht. Het team publiceerde deze resultaten op 30 december in Milieuwetenschap en -technologie .

"Historisch gezien hebben we goed werk geleverd door oude chemicaliën in Puget Sound te categoriseren, maar we weten ook dat er elke dag veel meer chemicaliën in het water komen, " zei senior auteur C. Andrew James, een onderzoeker bij het Centre for Urban Waters van UW Tacoma. "Als we kunnen begrijpen wat er is en in welke concentraties het voorkomt, dan kunnen we beginnen uit te zoeken welke chemicaliën waarschijnlijk de gezondheid van vissen zullen beïnvloeden, orka's en andere mariene organismen."

De onderzoekers verzamelden water uit 18 regio's - van Port Townsend tot Olympia - van de nearshore van Puget Sound, wat betekent dat het team de watermonsters verzamelde terwijl ze op de dokken of de kust stonden, geen boot.

"Onze bemonsteringslocaties bestreken gebieden met verschillend landgebruik. we hebben relatief schone locaties zoals het Hood Canal bij Holly, Washington, evenals verstedelijkte of industriële locaties zoals de cruiseterminal bij Smith Cove en de Thea Foss-waterweg bij Commencement Bay, " zei hoofdauteur Zhenyu Tian, een onderzoeker bij het Centre for Urban Waters. "Met zo'n breed assortiment, we hoopten een verband te zien tussen verontreiniging en landgebruik."

De onderzoekers hebben in 2018 meerdere keren water verzameld op de 18 locaties, wat leidde tot 78 watermonsters. Vervolgens gebruikten ze een methode genaamd hoge resolutie massaspectrometrie om hen te helpen identificeren welke chemicaliën in elk monster zaten.

"Onze methode stelt ons in staat om honderden tot duizenden chemicaliën tegelijk in een enkel monster te detecteren. Het bepaalt de massa van een verbinding heel nauwkeurig, " zei co-auteur Edward Kolodziej, een universitair hoofddocent in zowel de UW Department of Civil &Environmental Engineering en de UW Tacoma Division of Sciences &Mathematics.

De onderzoekers gebruiken de massa van elke verbinding om de chemische formule te achterhalen, en vervolgens andere informatie gebruiken om het te identificeren.

"Op CSI als ze deze instrumenten hebben, ze zetten het instrument aan en het zegt:'Dat is ibuprofen.' Maar in werkelijkheid is het veel werk om op een punt te komen waar je absoluut zeker weet wat die chemische stof werkelijk is, ' zei Kolodziej.

Het team vond minstens 205 verschillende chemicaliën in hun monsters. Van die verbindingen, onderzoekers konden de identiteit van 75, waarvan er 64 voor het eerst werden gemeld in Puget Sound.

De 75 bevestigde chemicaliën omvatten pesticiden, herbiciden, levensmiddelenadditieven en geneesmiddelen - antidepressiva en bloeddrukmedicatie, bijvoorbeeld - en verbindingen met betrekking tot voertuigen, zoals chemicaliën voor bandenrubber.

"Ons doel is om echt uit te zoeken welke chemicaliën er vanuit biologisch perspectief toe doen - hoe een vis of een schelpdier zal reageren, James zei. "Dus we vergeleken de niveaus van de chemicaliën die we vonden met concentraties die toxicologen als zorgwekkend voor het zeeleven hebben beschouwd."

De acht chemicaliën die op betreffende niveaus werden gevonden, waren:

• Twee voertuiggerelateerde verontreinigingen die worden aangetroffen in banden en andere bronnen
• Het antidepressivum Venlafaxine
• Twee herbiciden, inclusief een aquatische die wordt gebruikt voor het bestrijden van onkruid en algen
• Twee chemicaliën gevonden in plastic
• Een aanhoudende, goed bestudeerde chemische stof genaamd PFOS, waarvan bekend is dat het schadelijk is voor mens en dier

Deze betreffende chemicaliën waren gelokaliseerd op specifieke "hot spots" in Puget Sound, en de meeste waren niet altijd aanwezig in verschillende monsters van dezelfde site. Dit in tegenstelling tot andere chemicaliën die het team in bijna alle monsters aantrof, maar minder zorgwekkend vond, zoals de kunstmatige zoetstof Splenda en een medicijn dat wordt gebruikt om epileptische aanvallen en bipolaire stoornis te behandelen.

De volgende stap, zeggen de onderzoekers, is om te onderzoeken wat deze gegevens betekenen voor het zeeleven in de nearshore, specifiek in schaaldieren en zalm. Het team hoopt ook de acht betreffende chemicaliën te blijven onderzoeken en de hotspots beter te begrijpen.

"Op de een of andere manier een groot deel van de dingen die we kopen en gebruiken, komt terecht in de rivieren en Puget Sound, "Zei Kolodziej. "Iedereen denkt dat chemicaliën de oceaan raken en verdwijnen omdat er zoveel water in de oceaan is dat de concentraties ver naar beneden gaan. Maar als u de concentratie van een chemische stof in afvalwater of regenwater neemt, het is niet alsof je gewoon kunt delen door het totale watervolume van Puget Sound, en dat is de concentratie die je zou ontdekken in Puget Sound. De concentratie in de nearshore is een stuk hoger omdat er niet genoeg tijd is geweest om te mengen. Dus blootstellingsniveaus voor in het water levende organismen in de nearshore kunnen veel hoger zijn dan je zou verwachten."