Förutom redan kända föroreningar har Santosbukten – en stad i delstaten São Paulo (Brasilien) som är hem för den största hamnen i Latinamerika – påverkats av en ny förorening som nu inte bara finns i vattnet men också i sediment och marina organismer i hela São Paulos kustregion:kokain.
Läkemedlet orsakar allvarliga toxikologiska effekter hos djur som brunmusslor (Perna perna), mangroveostron (Crassotrea gasar) och fiskar (ålar), enligt resultaten av laboratorieanalyser utförda av forskare vid Federal University of São Paulo (UNIFESP) . Av denna anledning anses det nu vara en ny förorening av oro.
"Kokain idag är i själva verket en förorening i Santosbukten. Vi hittade drogkontamination spridd över hela regionen", sa Camilo Dias Seabra, professor vid UNIFESP, i en paneldiskussion om vatten under FAPESP Week Illinois, som ägde rum 9 och 10 april i Chicago, i USA.
Forskaren, i samarbete med kollegor från UNIFESP och Santa Cecília University (UNISANTA), identifierade 2017, för första gången, ansamling av kokain och andra substanser som härrör från läkemedel i ytvatten i Santosbukten och biologiska effekter i miljörelevanta koncentrationer.
Forskarna fann bland annat ibuprofen, paracetamol och diklofenak i vattenprover som tagits i regionen, liksom kokain i en koncentration motsvarande koffein - en traditionell indikator på kontaminering, eftersom det inte bara konsumeras i drycker som t.ex. som kaffe, te och läsk, men finns också i olika läkemedel.
"Det är en enorm koncentration av kokain om vi föreställer oss konsumtionen av koffein," jämförde Seabra. "Dessa fynd var mycket överraskande," tillade han.
En av de hypoteser som forskarna lade fram då för att förklara den höga koncentrationen av kokain i ytvattenproverna från Santosbukten var den period då de genomförde studien:under karnevalen, då regionen tar emot ett stort antal turister.
"Vi trodde att det kunde vara ett karnevalsfenomen. Men vi gjorde säsongsbetonad övervakning och fann att kokain och dess metaboliter var närvarande inte bara i vattnet utan även i musslor, till exempel under hela året," sade Seabra.
Laboratorieanalyser visade att bioackumuleringsfaktorn av kokain i brunmusslor var mer än tusen gånger högre än koncentrationen i vatten. "Detta är en hög bioackumuleringsfaktor. Därför kan skaldjuren i Santosbukten vara förorenade av kokain, men inte bara av kokain," noterade Seabra.
Forskarna genomförde också studier för att bedöma effekterna av kokainexponering på bruna musslor. Resultaten av analysen visade att efter en veckas exponering hade djuren förhöjda nivåer av två signalsubstanser:dopamin och serotonin. Denna förändring tolkades som ett neuroendokrint svar som kan påverka reproduktionssystemet hos dessa djur.
För att utvärdera denna hypotes genomfördes studier på andra djur, såsom ål. Analyserna visade att kronisk exponering för kokain påverkar oogenes (äggbildning) och steroidogenes (produktion av steroidhormoner) hos dessa fiskar.
"Åleägg som exponerats för kokain hade en lägre mognadshastighet. På detta sätt kan kokain förstås som en hormonstörande substans hos dessa djur", sa Seabra.
Som en del av ett doktorandprojekt analyserade forskarna också den ekologiska risken för kokainexponering i mangroveostron med bensoylecgonin – en metabolit av drogen – som biomarkör.
Resultaten visade att läkemedlet orsakar allvarliga cytotoxiska och genotoxiska effekter i dessa organismer. "Vi anser att kokain är en framväxande förorening av oro," sa Seabra.
När de kontaktades angående rapporten svarade presskontoret för São Paulo State Environmental Corporation (CETESB) i ett uttalande att "CETESB övervakar systematiskt kvaliteten på statens kustvatten, inklusive påverkansområdet för Santos ubåtsutlopp, och genomför ekotoxikologiska tester på prover från detta område för att bedöma de möjliga effekterna av förekomsten av föroreningar på akvatisk fauna. Övervakningsresultaten finns tillgängliga i rapporterna på CETESB:s webbplats."
"Den aktuella studien gav information för en bättre förståelse av regionen och baserat på dess resultat kan man dra slutsatsen att de koncentrationer som hittades i havsvattnet i Santosbukten vid den tiden inte skulle ha någon effekt på den studerade musslan och inte skulle utgöra någon risk för badgästerna", avslutar uttalandet.
Enligt Seabra, baserat på geokemiska studier av sedimentprover från flodmynningar, uppskattas det att kokain har ackumulerats i Santos mynning sedan 1930-talet, men koncentrationerna av drogen i regionen har skjutit i höjden under de senaste decennierna.
En förklaring till denna ökning är att regionen är en av de viktigaste narkotikahandelsvägarna från Sydamerika till Europa. Dessutom står regionen, liksom andra delar av landet och världen, inför problemet med en ökning av antalet användare av illegala droger som kokain och crack.
Ett annat problem är bristen på avloppsrening i regionen, påpekade Seabra. "Obehandlat avloppsvatten kan vara relaterat till de höga koncentrationerna av kokain vi hittar i Santosbukten. Men vi har också ett folkhälsoproblem i regionen relaterat till användningen av crack och andra droger och allmän säkerhet. Det är ett komplext scenario för oss för att bättre förstå de miljömässiga och sociala riskerna", sa han.
För att bättre förstå problemets omfattning planerar forskarna att starta ett avloppsvattenbaserat epidemiologiskt program för att upptäcka droganvändning.
Ett av målen med sådana program är att hjälpa till att identifiera hälsoproblem i befolkningen som inte bara är relaterade till olagliga droger utan också till alkohol och rökning. "Men det finns många utmaningar att övervinna om vi ska genomföra ett sådant program i regionen," sa Seabra.
Förutom kokain är en annan framväxande förorening som forskaren och hans medarbetare har studerat atmosfäriska partiklar – en förening av metallurgiskt ursprung som kan fällas ut i kustområden och orsaka toxiska effekter i vattenlevande organismer, samt bioackumuleras i fiskar.
"Det "svarta pulvret" innehåller metalliska mikro- och nanopartiklar, inklusive sällsynta jordartsmetaller, vars effekter fortfarande är okända. Dessa partiklar påverkar marina ryggradslösa djur och fiskar, och de första resultaten vi fick ... är oroande," sade Seabra.
Förutom olagliga droger och mediciner har en annan grupp forskare från Institutet för oceanografi vid universitetet i São Paulo (IO-USP) analyserat förekomsten av andra kemiska föreningar, såsom polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och organiska klorföreningar, i sedimentära register från flodmynningen i Santos och grannkommunen São Vicente. Målet är att avgöra när mänskliga aktiviteter började förändra den naturliga dynamiken i regionen.
Resultaten av analyserna av journalerna visade att den första koncentrationen av dessa föreningar i regionen, som är en av de mest befolkade och industrialiserade på den brasilianska kusten, inträffade mellan 1940- och 1950-talen när stålraffinaderierna installerades.
"Kring 1960-talet började koncentrationen av dessa föroreningar öka i regionen. Vi kan säga att antropocen i flodmynningarna Santos och São Vicente började vid den tiden", säger César de Castro Martins, professor vid IO-USP.
En grupp forskare från State University of Campinas (Unicamp) analyserade förekomsten av de mest använda bekämpningsmedlen i sockerrörsplantager i yt- och grundvatten i São Paulo.
Resultaten av analysen visade att alla 14 undersökta föreningar i ytvatten detekterades i minst ett prov. Vissa föreningar utgjorde en potentiell risk för vattenlevande organismer.
"Dessa föroreningar sprids i låga koncentrationer i våra flodområden, och det är väldigt svårt att hitta källan. Det är därför vi studerar deras rörlighet i marken och hur de kan nå grundvattnet", säger Cassiana Carolina Montagner, professor vid Unicamp och koordinator för projektet.
Att identifiera källan till kontaminering av sjukdomsframkallande bakterier efter naturkatastrofer som översvämningar har varit målet för en grupp forskare från University of Illinois i Urbana Champaign. För att uppnå detta mål har de använt genetiska sekvenseringsverktyg.
2018 drabbade orkanen Florence kusten i North Carolina, där kustöversvämningar från tropiska stormar är ganska vanliga och det finns en hög koncentration av grisfarmer och privata septiska system.
Tre veckor efter orkanen tog ett team av forskare från det amerikanska universitetet vattenprover från 25 vattendrag nedströms från grisfarmer i jordbruksproduktionsområden, och 23 av dem innehöll bakterien Salmonella enterica.
Resultaten av de genetiska analyserna av kromosomer och plasmider visade att ursprunget till bakterierna i de insamlade proverna inte var från djur eller gödsel utan från lokala floder och vattendrag.
"Studier som denna är mycket viktiga eftersom de hjälper till att tydligt identifiera och övervaka uppkomsten av patogener under extrema väderhändelser, som förväntas bli vanligare med klimatförändringarna", säger Ana Barros, professor vid University of Illinois i Urbana Champaign.
Tillhandahålls av FAPESP
