Там, где каучук встречается с дорогой (и рекой) — оценка воздействия ливневых вод и дорожных стоков на лососевых и водные экосистемы

Каждый день миллионы легковых и грузовых автомобилей проезжают по дорогам нашей страны, многие из них пересекают ручьи и реки. Водители могут не учитывать угрозу, которую автомобили могут представлять для наших водных экосистем.

Ливневые воды и дорожные стоки становятся все более признанными формами загрязнения, которые могут содержать химические вещества, вредные для рыб и других водных животных. Одним из таких химических веществ является 6-п-фенилендиамин-хинон (6PPDQ). 6-п-фенилендиамин (6PPD) имеет решающее значение для срока службы автомобильных шин и безопасности водителя, защищая резину шин от растрескивания. 6PPD поглощает разрушающее воздействие озона, реагируя с воздухом и превращаясь в 6PPD-хинон (6PPDQ). Затем 6PPDQ выбрасывается в окружающую среду по мере износа шин во время вождения, а ливневые воды разносят химическое вещество в близлежащие реки и ручьи. Попав в воду, рыба и другие водные организмы подвергаются воздействию химического вещества.

Недавно 6PPDQ был связан с массовой смертностью взрослых особей кижуча в некоторых реках северо-западной части Тихого океана (Tian et al., 2021). Это недавнее открытие вдохновило на новые исследования масштабов воздействия 6PPDQ на водные экосистемы.

Сотрудничающие ученые из Западного исследовательского центра рыболовства Геологической службы США и Канзасского центра водных наук недавно опубликовали две новые статьи, которые расширяют наше понимание воздействия 6PPDQ на лосося и устанавливают методы экономически эффективных и гуманных подходов для более широкого изучения того, как и в какой степени 6PPDQ и другие сопутствующие загрязнители влияют на наши водные экосистемы. Эта наука является важным шагом на пути к определению пороговых значений качества воды для 6PPDQ, которые могут помочь направить усилия по сбору и фильтрации дорожных стоков. Эти новые методы также можно использовать для тестирования альтернатив 6PPD для шин.

Первая статья, опубликованная в журнале Environmental Science & Technology Letters, подтверждает использование линий рыбных клеток, выращенных в лаборатории, для оценки воздействия 6PPDQ и других продуктов трансформации износа шин на здоровье рыб по сравнению с тестированием на живой рыбе. Использовались клеточные линии кижуча, нерки, чавычи и радужной форели, и разница в воздействии 6PPDQ между видами соответствовала результатам испытаний на живой рыбе. Клеточные линии дешевле, могут использоваться в большом количестве лабораторий и не приводят к гибели животных, что соответствует глобальным усилиям по сокращению использования животных в лабораторных экспериментах.

Второе исследование, опубликованное в журнале Environmental Science & Technology, исследует пресноводные ранние стадии жизни кижуча, когда они могут столкнуться с 6PPDQ в окружающей среде. Предыдущие исследования показали, что молодые и взрослые особи кижуча старшего возраста очень чувствительны к 6PPDQ и умирают после воздействия на уровнях, обнаруженных в окружающей среде. Это новое исследование дополняет их. Это показывает, что эмбрионы кижуча в яйцах, которые обычно откладываются в руслах рек, редко погибают при воздействии воздействия. Однако, как только вылупляются детеныши кижуча, они очень чувствительны к 6PPDQ и испытывают значительную смертность. По сути, кижуч подвергается риску гибели от 6PPDQ в течение одного-двух лет, они обычно живут в пресной воде после вылупления, а также когда они возвращаются из океана в пресную воду взрослыми особями для нереста и откладки яиц.

Эта статья также включает новый анализ генома кижуча, чтобы показать, как 6PPDQ, вероятно, убивает кижуча. Основываясь на затронутых генах и согласуясь с гипотезами, выдвинутыми в ходе предыдущих исследований, 6PPDQ может сделать артерии, вены и барьер между кровью и мозгом более проницаемыми.

Ученые Западного научно-исследовательского центра рыболовства в настоящее время определяют, вызывает ли 6PPDQ сублетальные последствия для лосося, такие как изменение устойчивости к болезням или его метаболизма. Мы также работаем над продвижением использования линий клеток животных и других стратегий для тестирования воздействия 6PPDQ на многие водные организмы и для изучения альтернативных химических веществ для защиты шин.

Фото в карусели предоставлено Флорианом Гранером / Sealife Productions