杜克大學(xué)的一項(xiàng)研究表明，魚耳骨中的微量元素可以用來(lái)識(shí)別和跟蹤它們生活水域中的煤灰污染。
Jessica Brandt說：“眾所周知，在魚類內(nèi)耳中發(fā)現(xiàn)的鈣化結(jié)構(gòu)——或耳石——儲(chǔ)存了大量的生活史信息，包括魚類年齡、出生棲息地和洄游模式的化學(xué)和物理記錄。本論文于2018年畢業(yè)于杜克大學(xué)尼古拉斯環(huán)境學(xué)院。“我們已經(jīng)證明，耳石還能捕捉影響魚類生態(tài)系統(tǒng)的污染物特征。”
勃蘭特和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，來(lái)自北卡羅來(lái)納州兩個(gè)湖泊的魚耳石中的鍶同位素比率與從湖泊底部沉積物中收集的樣本中的鍶同位素比率相匹配，這兩個(gè)湖泊都接收了附近發(fā)電廠灰池的污水。
“這表明耳石可以作為生物示蹤劑，評(píng)估受影響水域煤灰廢物流生態(tài)影響的可能性，”布蘭特說，他現(xiàn)在是美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的博士后研究員。“雖然鍶的行為不同于煤灰廢水中的有毒元素，但它有助于我們將這些元素的高含量連接回污染源?！?
鍶是煤中天然存在的微量元素。即使在煤燃燒和煤灰與水生環(huán)境接觸后，它仍然保持著獨(dú)特的同位素比。
過去的研究使用鍶同位素比率來(lái)追蹤煤灰對(duì)水質(zhì)的影響。Avner Vengosh說：“但這是我們第一次能夠證明它們也可以用作指紋來(lái)追蹤煤灰對(duì)生物體的影響。杜克大學(xué)尼古拉斯學(xué)院地球化學(xué)和水質(zhì)教授是這項(xiàng)研究的合著者。
Vengosh說：“這肯定表明魚中的鍶一定來(lái)自煤灰污染。
杜克大學(xué)團(tuán)隊(duì)于11月21日在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)快報(bào)》雜志上發(fā)表了同行評(píng)議的結(jié)果。
研究人員從北卡羅來(lái)納州的兩個(gè)湖泊——梅奧湖和薩頓湖——收集了地表水和基于沉積物的孔隙水樣本，這些樣本已被用于為附近的發(fā)電廠提供冷卻水，并接收它們的污水。今年秋天佛羅倫薩颶風(fēng)引發(fā)洪水后，薩頓湖是一個(gè)巨大的煤灰泄漏到附近的恐懼角河的地方。
研究人員還從位于湖泊上游的兩個(gè)地點(diǎn)和另外兩個(gè)湖泊——蒂勒里湖和瓦卡馬湖——收集了地表水和孔隙水樣本，這些樣本與煤灰廢物流無(wú)關(guān)。然后分析實(shí)驗(yàn)室里的樣本，以及每個(gè)湖中大口黑鱸的耳石。
Sally Kleberg教授Richard Di Giulio說：“大嘴鱸耳石的鍶同位素比與所有湖泊和水庫(kù)中相應(yīng)的沉積物孔隙水的鍶同位素比重疊，這是令人信服的證據(jù)，表明耳石可以作為煤灰流出物的生物示蹤物。杜克環(huán)境毒理學(xué)，他是這項(xiàng)研究的合著者。
迪朱利奧解釋說，來(lái)自湖泊的地表水樣本中的鍶同位素比率并不總是與耳石和孔隙水樣本中的鍶同位素比率相匹配，但這可能是因?yàn)榈乇硭谋嚷孰S時(shí)間變化更大。
布蘭特說：“這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)表明，耳石研究可以增加我們現(xiàn)有的研究工作?！八J同位素示蹤劑只為我們提供了特定時(shí)間點(diǎn)煤灰影響的信息，但由于耳石在魚類的生命中不斷生長(zhǎng)，我們可以利用耳石的時(shí)間序列分析來(lái)確定廢物流排放的時(shí)間或者這次泄漏事故可以追溯到幾年前。這代表了環(huán)境毒理學(xué)和水質(zhì)研究的一個(gè)新的重要方向。”
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