Naast reeds bekende verontreinigende stoffen is de Baai van Santos – een stad in de staat São Paulo (Brazilië) waar de grootste zeehaven van Latijns-Amerika ligt – getroffen door een opkomende verontreinigende stof die nu niet alleen in het water aanwezig is maar ook in sedimenten en mariene organismen in het hele kustgebied van São Paulo:cocaïne.

Het medicijn veroorzaakt ernstige toxicologische effecten bij dieren zoals bruine mosselen (Perna perna), mangrove-oesters (Crassotrea gasar) en vissen (paling), volgens de resultaten van laboratoriumanalyses uitgevoerd door onderzoekers van de Federale Universiteit van São Paulo (UNIFESP). . Om deze reden wordt het nu beschouwd als een opkomende verontreiniging die zorgwekkend is.

"Cocaïne is tegenwoordig in feite een vervuilende stof in de Baai van Santos. We ontdekten dat de drugsbesmetting zich over de hele regio verspreidde", zegt Camilo Dias Seabra, professor bij UNIFESP, in een paneldiscussie over water tijdens FAPESP Week Illinois, die plaatsvond. 9 en 10 april in Chicago, in de Verenigde Staten.

De onderzoeker heeft in samenwerking met collega's van UNIFESP en de Santa Cecília Universiteit (UNISANTA) in 2017 voor het eerst de ophoping van cocaïne en andere uit medicijnen afkomstige stoffen in het oppervlaktewater van de baai van Santos en de biologische effecten in voor het milieu relevante stoffen geïdentificeerd. concentraties.

De onderzoekers vonden onder andere ibuprofen, paracetamol en diclofenac in watermonsters die in de regio werden verzameld, evenals cocaïne in een concentratie die gelijkwaardig was aan die van cafeïne – een traditionele indicator van besmetting, omdat het niet alleen in dranken zoals zoals koffie, thee en frisdrank, maar ook aanwezig in verschillende medicijnen.

"Als we ons de consumptie van cafeïne voorstellen, is het een enorme concentratie cocaïne", vergelijkt Seabra. "Deze bevindingen waren zeer verrassend", voegde hij eraan toe.

Een van de hypothesen die de onderzoekers destijds naar voren brachten om de hoge concentratie cocaïne in de oppervlaktewatermonsters van de Baai van Santos te verklaren, was de periode waarin zij het onderzoek uitvoerden:tijdens carnaval, wanneer de regio een groot aantal toeristen.

"We dachten dat het misschien een carnavalsfenomeen was. Maar we deden seizoensmonitoring en ontdekten dat cocaïne en zijn metabolieten het hele jaar door niet alleen in het water aanwezig waren, maar bijvoorbeeld ook in mosselen", aldus Seabra.

Uit laboratoriumanalyses bleek dat de bioaccumulatiefactor van cocaïne in bruine mosselen ruim duizend keer hoger was dan de concentratie in water. "Dit is een hoge bioaccumulatiefactor. Daarom kunnen de zeevruchten in de baai van Santos besmet zijn met cocaïne, maar niet alleen met cocaïne," merkte Seabra op.

De onderzoekers voerden ook onderzoeken uit om de effecten van blootstelling aan cocaïne op bruine mosselen te beoordelen. Uit de resultaten van de analyse bleek dat de dieren na een week blootstelling verhoogde niveaus van twee neurotransmitters hadden:dopamine en serotonine. Deze verandering werd geïnterpreteerd als een neuro-endocriene reactie die het voortplantingssysteem van deze dieren zou kunnen beïnvloeden.

Om deze hypothese te evalueren, werden onderzoeken uitgevoerd bij andere dieren, zoals paling. Uit de analyses bleek dat chronische blootstelling aan cocaïne de oogenese (eivorming) en steroïdogenese (productie van steroïde hormonen) bij deze vissen beïnvloedt.

"Palingseieren die aan cocaïne werden blootgesteld, hadden een lagere rijpingssnelheid. Op deze manier kan cocaïne bij deze dieren worden begrepen als een hormoonontregelaar", aldus Seabra.

Als onderdeel van een doctoraatsproject analyseerden de onderzoekers ook het ecologische risico van blootstelling aan cocaïne in mangrove-oesters, waarbij ze benzoylecgonine, een metaboliet van het medicijn, als biomarker gebruikten.

De resultaten gaven aan dat het medicijn ernstige cytotoxische en genotoxische effecten veroorzaakt bij deze organismen. "Wij beschouwen cocaïne als een opkomende verontreiniging die zorgwekkend is", aldus Seabra.

Toen er contact werd opgenomen over het rapport, antwoordde de persdienst van de São Paulo State Environmental Corporation (CETESB) in een verklaring dat “CETESB systematisch de kwaliteit van de kustwateren van de staat bewaakt, inclusief het invloedsgebied van de onderzeeër Santos, en ecotoxicologische onderzoeken uitvoert.” tests op monsters uit dit gebied om de mogelijke effecten van de aanwezigheid van verontreinigende stoffen op de waterfauna te beoordelen. De monitoringresultaten zijn beschikbaar in de rapporten op de CETESB-website."

“Het betreffende onderzoek leverde informatie op voor een beter begrip van de regio en op basis van de resultaten ervan kan worden geconcludeerd dat de concentraties die destijds in het zeewater van de Baai van Santos werden aangetroffen, geen effect zouden hebben op de onderzochte mossel. zou geen risico vormen voor zwemmers", besluit de verklaring.

Verkeersroute

Volgens Seabra wordt, op basis van geochemische studies van estuariene sedimentmonsters, geschat dat cocaïne zich sinds de jaren dertig heeft opgehoopt in het estuarium van Santos, maar dat de concentraties van de drug in de regio de afgelopen decennia omhoog zijn geschoten.

Eén verklaring voor deze stijging is dat de regio een van de belangrijkste drugssmokkelroutes van Zuid-Amerika naar Europa is. Bovendien wordt de regio, net als andere delen van het land en de wereld, geconfronteerd met het probleem van een toename van het aantal gebruikers van illegale drugs zoals cocaïne en crack.

Een ander probleem is het gebrek aan rioolwaterzuivering in de regio, benadrukt Seabra. “Onbehandeld rioolwater kan verband houden met de hoge concentraties cocaïne die we in de baai van Santos aantreffen. Maar we hebben ook een probleem voor de volksgezondheid in de regio dat verband houdt met het gebruik van crack en andere drugs en de openbare veiligheid. Het is een complex scenario voor ons. om de milieu- en sociale risico's beter te begrijpen", zei hij.

Om de omvang van het probleem beter te begrijpen, zijn de onderzoekers van plan een op afvalwater gebaseerd epidemiologisch programma te starten om drugsgebruik op te sporen.

Een van de doelstellingen van dergelijke programma's is het helpen identificeren van gezondheidsproblemen onder de bevolking die niet alleen verband houden met illegale drugs, maar ook met alcohol en roken. "Maar er zijn veel uitdagingen die we moeten overwinnen als we een dergelijk programma in de regio willen implementeren", aldus Seabra.

Naast cocaïne is een andere opkomende contaminant die de onderzoeker en zijn medewerkers hebben bestudeerd atmosferische deeltjes – een verbinding van metallurgische oorsprong die kan neerslaan in kustgebieden en toxische effecten kan veroorzaken bij waterorganismen, maar ook kan bioaccumuleren bij vissen.

"Het 'zwarte poeder' bevat metalen micro- en nanodeeltjes, waaronder zeldzame aardmetalen, waarvan de effecten nog onbekend zijn. Deze deeltjes hebben een impact op ongewervelde zeedieren en vissen, en de eerste resultaten die we hebben verkregen... zijn zorgwekkend", aldus Seabra.

Geologische markering

Naast illegale drugs en medicijnen heeft een andere groep onderzoekers van het Instituut voor Oceanografie van de Universiteit van São Paulo (IO-USP) de aanwezigheid van andere chemische verbindingen geanalyseerd, zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) en organochloorverbindingen. in sedimentaire gegevens uit de estuariene systemen van Santos en de naburige gemeente São Vicente. Het doel is om te bepalen wanneer menselijke activiteiten de natuurlijke dynamiek van de regio begonnen te veranderen.

Uit de resultaten van de analyses van de gegevens bleek dat de eerste concentratie van deze verbindingen in de regio, die een van de meest bevolkte en geïndustrialiseerde gebieden aan de Braziliaanse kust is, plaatsvond tussen de jaren veertig en vijftig, toen de staalraffinaderijen werden geïnstalleerd.

"Rond de jaren zestig begon de concentratie van deze verontreinigende stoffen in de regio toe te nemen. We kunnen zeggen dat het Antropoceen in de estuaria van Santos en São Vicente in die tijd begon", zegt César de Castro Martins, professor aan IO-USP. /P>

Een groep onderzoekers van de Staatsuniversiteit van Campinas (Unicamp) analyseerde de aanwezigheid van de meest gebruikte pesticiden op suikerrietplantages in oppervlakte- en grondwater in São Paulo.

De resultaten van de analyse gaven aan dat in oppervlaktewateren alle veertien onderzochte verbindingen in ten minste één monster werden aangetroffen. Sommige verbindingen vormden een potentieel risico voor het waterleven.

"Deze verontreinigende stoffen zijn in lage concentraties verspreid over onze rivierbekkens, en het is erg moeilijk om hun bron te vinden. Daarom bestuderen we hun mobiliteit in de bodem en hoe ze het grondwater kunnen bereiken", zegt Cassiana Carolina Montagner, professor bij Unicamp. en coördinator van het project.

Herkomst van ziekteverwekkers

Het identificeren van de bron van besmetting van ziekteverwekkende bacteriën na natuurrampen zoals overstromingen is het doel geweest van een groep onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana Champaign. Om dit doel te bereiken hebben ze genetische sequencing-instrumenten gebruikt.

In 2018 trof de orkaan Florence de kust van North Carolina, waar kustoverstromingen als gevolg van tropische stormen vrij vaak voorkomen en er een hoge concentratie varkenshouderijen en particuliere septische systemen is.

Drie weken na de orkaan nam een ​​team van onderzoekers van de Amerikaanse universiteit watermonsters uit 25 waterlichamen stroomafwaarts van varkenshouderijen in landbouwproductiegebieden, en 23 daarvan bevatten de bacterie Salmonella enterica.

Uit de resultaten van de genetische analyses van chromosomen en plasmiden bleek dat de oorsprong van de bacteriën in de verzamelde monsters niet afkomstig was van dieren of mest, maar van lokale rivieren en beken.

"Studies als deze zijn erg belangrijk omdat ze helpen bij het duidelijk identificeren en monitoren van de opkomst van ziekteverwekkers tijdens extreme weersomstandigheden, die naar verwachting vaker zullen voorkomen als gevolg van de klimaatverandering", zegt Ana Barros, professor aan de Universiteit van Illinois in Urbana Champaign.

Geleverd door FAPESP