A pesquisadora Faith Kibuye usa um medidor de oxigênio dissolvido portátil para medir os níveis de oxigênio dissolvido em um local de estudo próximo a uma estação de tratamento de água na bacia do rio Susquehanna. Crédito:Heather Preisendanz, Estado de Penn
As taxas de fluxo e a época do ano devem ser levados em consideração para melhor compreender os riscos potenciais apresentados por contaminantes orgânicos emergentes em rios e riachos, de acordo com pesquisadores da Penn State que estudaram as concentrações de contaminantes e as características do fluxo em seis locais próximos às entradas de água potável na bacia do rio Susquehanna.
Embora muitos estudos tenham analisado os níveis de contaminantes orgânicos emergentes, como produtos farmacêuticos e pesticidas em rios e seus efeitos na vida aquática, este é um dos primeiros projetos a correlacionar estreitamente os níveis de poluentes com os fluxos, notável pesquisadora Heather Preisendanz, professor associado de engenharia agrícola e biológica.
Além disso, a equipe de pesquisa documentou mudanças sazonais nas concentrações de contaminantes, com níveis elevados de alguns contaminantes observados nos meses mais quentes, representando o maior risco para os peixes durante a sua desova e estágios iniciais de desenvolvimento, disse Preisendanz. Seu grupo de pesquisa no College of Agricultural Sciences tem estudado contaminantes emergentes em águas superficiais e subterrâneas desde 2013.
Os pesquisadores trabalharam com a Pennsylvania-American Water Co. para coletar amostras das fontes de água potável de seis estações de tratamento - três no rio Susquehanna, três em reservatórios - todos na seção intermediária da bacia do rio Susquehanna, no centro da Pensilvânia.
Durante o estudo de duas fases, os cientistas procuraram por contaminantes previamente detectados nas águas da Pensilvânia. Na Fase I, todas as amostras de água foram analisadas bimestralmente para sete compostos farmacêuticos humanos, incluindo quatro antibióticos - ampicilina, sulfametoxazol, ofloxacina e trimetoprim; dois analgésicos - acetaminofeno e naproxeno; e um estimulante - cafeína. Na Fase II, eles conduziram um regime intensivo de amostragem em um único local do rio, com foco em uma gama mais ampla de contaminantes orgânicos emergentes.
Este gráfico mostra a frequência com que vários contaminantes orgânicos emergentes foram encontrados na pesquisa, e em que concentrações. Crédito:Grupo de pesquisa Heather Preisendanz / Penn State
Na Fase I, sulfametoxazol, paracetamol e cafeína foram detectados com mais frequência, em 54%, 42% e 35% das amostras, respectivamente. Trimetoprima, naproxeno, ofloxacina e ampicilina foram detectadas em menos de 35% das amostras. Dos produtos farmacêuticos detectados com mais frequência, cafeína teve a maior concentração média, enquanto o sulfametoxazol e o paracetamol tiveram concentrações médias mais baixas. A ampicilina foi o composto detectado com menos frequência.
Na Fase II, Mais 13 compostos foram direcionados para análise, incluindo antibióticos humanos e veterinários - clortetraciclina, tetraciclina, oxitetraciclina, eritromicina, sulfadiazina, sulfadimetoxina, sulfametazina, e tilosina; um antimicrobiano - triclosan; um anti-histamínico - cimetidina; um antidiabético - metformina; um metabólito da cafeína - teobromina; e um inseticida neonicotinóide - tiametoxame.
Na Fase II, os compostos mais frequentemente detectados foram paracetamol e teobromina - ambos em 89% das amostras - cafeína, encontrado em 87% das amostras, e metformina em 84% das amostras. Tiametoxame, naproxeno e sulfametoxazol foram detectados em 21%, 17%, e 16% das amostras, respectivamente. Os outros seis compostos foram detectados em menos de 2% das amostras.
As concentrações de compostos orgânicos emergentes eram baixas, mas eles eram generalizados, explicou a pesquisadora líder Faith Kibuye, doutorando no Departamento de Engenharia Agrícola e Biológica quando a pesquisa foi realizada.
"Geral, contaminantes orgânicos emergentes estavam presentes em concentrações mais altas nas estações mais frias do que nas estações mais quentes. A concentração de tiametoxame, um inseticida neonicotinoide, aumentou durante os períodos de alto fluxo, "disse Kibuye.
Uma estação de monitoramento de água em um local de estudo no rio Susquehanna consistindo em oxigênio dissolvido automatizado, temperatura, Sensores de pH e nível de água. Crédito:Faith Kibuye / Penn State
Quando os fluxos eram altos, os níveis de contaminantes de fontes difusas, provavelmente do escoamento agrícola, eram os mais altos, e inversamente, quando os fluxos eram baixos, as concentrações de contaminantes comumente encontrados em descargas de estações de tratamento de esgoto eram mais altas, pesquisadores encontrados.
"Isso ocorre porque grandes tempestades, particularmente nos meses de primavera, mobilizar contaminantes emergentes, como pesticidas, de campos agrícolas, "Preisendanz disse." Isso explica a relação positiva entre as concentrações de neonicotinóides e a taxa de fluxo. "
A imagem era menos clara para os contaminantes que têm fontes pontuais e difusas, Preisendanz adicionado, porque alguns municípios mais antigos combinaram sistemas de esgoto pluvial e sanitário que descarregam esgoto não tratado durante eventos de alto fluxo.
Mesmo sem padrões de qualidade da água para definir quais níveis podem ser considerados seguros para vários organismos aquáticos e saúde humana, os pesquisadores calcularam avaliações de risco para compostos encontrados no estudo usando limites de exposição já definidos pela Food and Drug Administration dos EUA. Esses cálculos revelaram que, embora os compostos representassem risco médio a alto para os organismos aquáticos, o risco para a saúde humana por beber água ou consumir peixe é baixo. Contudo, as descobertas do estudo, publicado recentemente em Chemosphere , não determinou os riscos devido à presença de vários contaminantes na água simultaneamente.
“Não sabemos o efeito da exposição a um coquetel desses compostos, mesmo em níveis baixos, e se eles podem ter um efeito sinérgico, "Preisendanz disse.
