Ученые выяснили: мы недооценивали загрязнение океана промышленными химикатами

В течение десятилетий регулирующие органы уделяли основное внимание мониторингу пестицидов и фармацевтических препаратов, считая их главной угрозой для экологии и здоровья человека. Однако новое масштабное исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, доказывает, что это предположение ошибочно.

По мнению ученых, промышленные химикаты, содержащиеся в упаковке, мебели, электроники и средствах личной гигиены, распространяются гораздо шире, чем считалось ранее. Эти соединения обнаруживаются даже в таких, казалось бы, нетронутых местах, как коралловые рифы Карибского моря. Более того, они биологически активны и способны нарушать метаболизм микроорганизмов, а также, вероятно, влияют на углеродный цикл планеты — один из ключевых биогеохимических процессов.

«Мы привыкли думать, что основную угрозу представляют пестициды и фармацевтика, — заявил Дэниел Петраш, биохимик из Калифорнийского университета в Риверсайде. — Однако нас удивило, что промышленные химикаты встречаются повсеместно и даже в более высоких концентрациях, причем не только в прибрежных или загрязненных зонах».

Как проходило исследование

Международная группа ученых под руководством Петраша и Ярмо-Чарльза Калински, научного сотрудника Центра биотехнологических инноваций Университета Роудса, провела повторный анализ 21 publicly available datasets (набора данных), собранных за более чем десятилетие. Образцы воды были взяты в Тихом, Индийском и Северном Атлантическом океанах, а также в Балтийском и Карибском морях.

Все исследуемые группы веществ — промышленные загрязнители, фармацевтические препараты и пестициды — относятся к классу ксенобиотиков: синтетических органических соединений, чуждых природным экосистемам. Как и ожидалось, пестициды и фармацевтика преобладали в прибрежных водах из-за сельскохозяйственного стока и сброса сточных вод. Однако поведение промышленных соединений оказалось иным.

• Полиалкиленгликоли из гидравлических жидкостей;
• Фталаты из упаковки из поливинилхлорида (ПВХ);
• Органофосфатные антипирены из мебели и электроники;
• ПАВы из средств личной гигиены.

Эти соединения были обнаружены в значительно большем количестве и распространены по всем типам экосистем, а не только в загрязненных зонах. «Мы используем эти химикаты ежедневно, поэтому они неизбежно попадают в окружающую среду», — отметил Петраш.

Карта загрязнения океана

Для составления наиболее полной на сегодняшний день карты антропогенного загрязнения океана ученые проанализировали более 2300 образцов из умеренных прибрежных зон, коралловых рифов и открытого океана. Исследователи искали следы ксенобиотиков и изучали долю растворенного органического вещества (DOM) — углеродсодержащих молекул, растворенных в морской воде.

В общей сложности команде удалось идентифицировать 248 известных ксенобиотических молекул. Для этого ученые использовали метод нецелевой масс-спектрометрии в сочетании с масштабируемыми вычислительными инструментами. В отличие от традиционного анализа, который тестирует только заранее определенный список опасных веществ, этот подход позволяет обнаруживать тысячи химических соединений одновременно, даже в низких концентрациях.

Затем исследователи применили метод молекулярного сетевого анализа, который позволяет идентифицировать не только известные вещества, но и их «семейства» или производные.

Коралловые рифы: новые очаги загрязнения

«Наше традиционное представление о «нетронутых» уголках планеты требует серьезной переоценки, — заявил Петраш. — Источники антропогенного загрязнения теперь присутствуют практически везде».

Ученого особенно удивило обнаружение промышленных химикатов в коралловых рифах Французской Полинезии, которые принято считать идеальными «открыточными» пейзажами. Однако более детальное изучение показало, что даже в этих, казалось бы, нетронутых экосистемах присутствуют следы загрязнения.

«Результаты исследования заставляют пересмотреть подходы к мониторингу загрязнения океана. Мы должны учитывать не только традиционные загрязнители, но и промышленные химикаты, которые ранее оставались без внимания».
— Дэниел Петраш, биохимик, Калифорнийский университет в Риверсайде