Xuelian Bai, Ph.D., biträdande forskarprofessor i miljövetenskap, arbetar med ett algprov i Environmental Engineering Laboratory vid Desert Research Institute i Las Vegas. Kredit:Sachiko Sueki.
En vanlig art av sötvattensgröna alger kan ta bort vissa hormonstörande kemikalier (EDC) från avloppsvatten, enligt ny forskning från Desert Research Institute (DRI) i Las Vegas.
EDC är naturliga hormoner och kan även hittas i många plaster och läkemedel. De är kända för att vara skadliga för vilda djur, och till människor i stora koncentrationer, vilket resulterar i negativa hälsoeffekter såsom minskad fertilitet och ökad förekomst av vissa cancerformer. De har hittats i spårmängder (delar per biljon till delar per miljard) i renat avloppsvatten, och har också upptäckts i vattenprover som samlats in från Lake Mead.
I en ny studie publicerad i tidskriften Miljöförorening , DRI-forskarna Xuelian Bai, Ph.D., och Kumud Acharya, Ph.D., utforska potentialen för användning av en art av sötvattengrönalger som kallas Nannochloris för att ta bort EDC från behandlat avloppsvatten.
"Denna typ av alger är mycket vanligt förekommande i alla sötvattensekosystem runt om i världen, men dess potential för användning i avloppsvattenrening hade inte studerats i detalj, " förklarade Bai, huvudförfattare och biträdande forskningsprofessor i miljövetenskap vid avdelningen för hydrologiska vetenskaper vid DRI. "Vi ville undersöka om denna art kan vara en bra kandidat för användning i en algdamm eller konstruerad våtmark för att hjälpa till att ta bort föroreningar i avloppsvatten."
Prover av Nannochloris växer i Environmental Engineering Laboratory vid Desert Research Institute i Las Vegas. Denna art av grönalger visade sig vara kapabel att ta bort vissa typer av hormonstörande kemikalier från behandlat avloppsvatten. Kredit:Xuelian Bai/DRI
Under ett sju dagar långt laboratorieexperiment, forskarna odlade Nannochloris algkulturer i två typer av renat avloppsvatten som samlats upp från Clark County Water Reclamation District i Las Vegas, och mätte förändringar i koncentrationen av sju vanliga EDC.
I avloppsvattenprover som hade behandlats med ultrafiltreringsteknik, forskarna fann att algerna växte snabbt och avsevärt förbättrade borttagningshastigheten för tre EDC (17β-estradiol, 17α-etinylestradiol och salicylsyra), med cirka 60 procent av varje förorening borttagen under loppet av sju dagar. I avloppsvatten som hade renats med ozonering, algerna växte inte lika bra och hade ingen signifikant inverkan på EDC-koncentrationerna.
En av de EDC som undersöktes i studien, triclosan, försvann helt från ultrafiltreringsvattnet efter sju dagar, och endast 38 procent fanns kvar i ozoniseringsvattnet efter sju dagar – men detta hände oavsett närvaron av alger, och tillskrevs nedbrytning genom fotolys (exponering för ljus).
"Användning av alger för att ta bort tungmetaller och andra oorganiska föroreningar har studerats omfattande tidigare, men för att ta bort organiska föroreningar har precis börjat, sade Acharya, Tillförordnad vicepresident för forskning och verkställande direktör för hydrologiska vetenskaper på DRI. "Vår forskning visar både en del av potentialen och även några av begränsningarna för att använda Nannochloris för att ta bort EDC från avloppsvatten."
Forskaren undersöker ett prov av quagga musslor som samlats in från Lake Mead. En nyligen genomförd studie av Bai och Acharya fann att hormonstörande kemikalier ackumuleras i kroppsvävnaderna hos dessa musslor. Kredit:Xuelian Bai/DRI
Även om dessa tester ägde rum under laboratorieförhållanden, en tidigare studie av Bai och Acharya som publicerades i november 2018 i tidskriften Miljövetenskap och föroreningsforskning undersökte effekterna av samma sju EDC på quagga musslor (Dreissena bugensis) som samlats in från Lake Mead. Deras resultat visade att flera av EDC:erna (testosteron, bisfenol A, triclosan, och salicylsyra) ackumulerades i musslornas kroppsvävnader.
"Alger sitter vid basen av näringsväven, därigenom tillhandahåller mat åt organismer i högre trofiska nivåer som quagga musslor och andra zooplantkons, ", sa Bai. "Vår studie visar tydligt att det finns potential för dessa föroreningar att biomagnifiera, eller byggas upp på högre nivåer av näringskedjan i det akvatiska ekosystemet."
Bai arbetar nu med en ny studie som letar efter antibiotikaresistens i gener som samlats in från Las Vegas Wash, samt en studie av mikroplaster i Las Vegas Wash and Lake Mead. Även om Las Vegass renade avloppsvatten uppfyller Clean Water Act-standarderna, Bai hoppas att hennes forskning kommer att uppmärksamma allmänheten på det faktum att renat avloppsvatten inte är 100 procent rent, och kommer också att vara till hjälp för ledningsföreståndare när de utvecklar nya sätt att ta bort orenade föroreningar från avloppsvattnet innan de släpps.
"De flesta avloppsreningsverk är inte konstruerade för att ta bort dessa oreglerade föroreningar i lägre koncentrationer, men vi vet att de kan orsaka hälsoeffekter för vattenlevande arter och till och med människor, i stora koncentrationer, ", sa Bai. "Detta är oroande på platser där avloppsvatten återvinns för användning inom jordbruket eller släpps tillbaka till dricksvattenkällor."
