Gli estrogeni nelle acque reflue trattate che trovano la loro strada in zone umide temporanee note come pozze primaverili persistono per settimane o addirittura mesi, secondo i ricercatori, che suggeriscono che la persistenza può avere implicazioni per questi habitat acquatici critici.

Uno studio di otto settimane sul comportamento degli estrogeni in tre piscine primaverili nell'area del Living Filter di Penn State, ha prodotto questi risultati che forniscono informazioni sull'attuale inadeguatezza del trattamento e sul riutilizzo dell'acqua in generale. Il Living Filter è un tratto di 600 acri in cui Penn State ha irrigato a spruzzo tutte le sue acque reflue su campi coltivati ​​e foreste sin dagli anni '80.

Questo studio primaverile del 2015 ha coinciso intenzionalmente con il periodo di sviluppo delle larve di anfibi nativi, considerato un intervallo "ecologicamente rilevante" dai ricercatori, poiché gli estrogeni hanno il potenziale di causare disturbi endocrini negli anfibi.

Oltre a misurare la presenza e la concentrazione di estrogeni in entrambi i trattati, acque reflue spruzzate e acqua di piscina, i ricercatori hanno installato sensori in ogni piscina e misurato vari parametri fisici e chimici, che includeva ossigeno disciolto, potenziale di ossidoriduzione, livello dell'acqua, temperatura dell'acqua, conduttività elettrica, pH, e precipitazioni durante il periodo di studio.

Nell'acqua altamente ossigenata di torrenti e fiumi, gli estrogeni si degradano in tempi relativamente brevi. Ma questo studio ha dimostrato, per la prima volta, che nell'acqua disciolta e priva di ossigeno delle pozze primaverili gli estrogeni persistono e si trasformano persino in composti progenitori, ha spiegato la ricercatrice capo Odette Mina, uno studente di dottorato presso il College of Agricultural Sciences quando è stato condotto lo studio.

"Ho selezionato quelle piscine proprio per la loro vicinanza alle sponde di irrigazione a spruzzo, consentendo l'immissione diretta delle acque reflue trattate nell'acqua della piscina, " disse Mina, ora amministratore delegato dei laboratori di sostenibilità energetica e ambientale di Penn State.

"Le condizioni degli stagni sono molto diverse dai corsi d'acqua. Trattengono l'acqua stagnante in cui cresce la lenticchia d'acqua, quindi i parametri fisici e chimici influiscono sulla persistenza, trasformazione e degradazione degli estrogeni."

Poiché i ricercatori hanno campionato l'effluente delle acque reflue trattate durante ogni evento settimanale di irrigazione a spruzzo, così come l'acqua delle pozze primaverili, hanno rilevato alcune notevoli differenze, mostrando trasformazioni nelle piscine. L'estrone, un estrogeno escreto naturalmente dalle persone, era presente in quasi il 100% dei campioni del pool primaverile, con concentrazioni relativamente elevate.

I ricercatori hanno anche analizzato l'acqua della piscina primaverile per altri estrogeni escreti naturalmente, di cui 17 alfa-estradiolo, 17 beta-estradiolo, ed estriolo, così come gli estrogeni, 17 alfa-etinilestradiolo:un estrogeno sintetico ampiamente utilizzato nelle pillole anticoncezionali. L'estrogeno sintetico è stato rilevato in meno del 10% dei campioni primaverili del pool.

"Quando gli estrogeni vengono introdotti in questi pool anossici (poveri di ossigeno), tendono a trasformarsi avanti e indietro tra composti progenitori e metaboliti e non si degradano come farebbero in condizioni aerobiche (ricche di ossigeno), " Ha detto Mina. "La presenza di estrogeni naturali nelle piscine primaverili che non sono stati rilevati nell'effluente dell'irrigazione a spruzzo suggerisce la trasformazione dell'estrone, un metabolita, torna ai suoi composti genitori, 17 alfa-estradiolo e 17 beta-estradiolo".

Questa trasformazione non è mai stata documentata prima nelle piscine primaverili, e poiché i composti progenitori sono generalmente più potenti dei loro metaboliti, questi risultati hanno importanti implicazioni ecologiche.

"L'estrogeno sintetico, 17 alfa-etinilestradiolo, è stato rilevato solo nel primo ciclo di irrigazione, " Ha detto Mina. "Era un periodo in cui gli studenti erano ancora nel campus, e poiché la popolazione più giovane sta assumendo contraccettivi, finisce nelle acque reflue. Gli studenti sono stati a casa per l'estate nei successivi turni di irrigazione".

I risultati della ricerca, che è stato pubblicato questo mese in Agricoltura, Ecosistemi e ambiente , sono significativi, secondo Heather Gall, professore assistente di ingegneria agraria e biologica, il cui gruppo di ricerca ha condotto lo studio.

Ha notato che il programmato, il riutilizzo benefico dell'acqua è diventata una pratica di conservazione sempre più comune in tutto il mondo, suscitare domande sul grado di trattamento delle acque necessario per mitigare gli impatti ambientali negativi.

Gli impianti di trattamento delle acque reflue non sono progettati con la capacità di rimuovere ormoni o altri contaminanti emergenti, e attualmente non esistono standard idrici per questi contaminanti. Basse concentrazioni di prodotti farmaceutici, prodotti per l'igiene personale e pesticidi nelle acque, solo per citarne alcuni, sono noti per causare anomalie riproduttive nei pesci e in altri organismi acquatici. Quando le acque reflue vengono riutilizzate per le attività di irrigazione, è probabile che si verifichino alcuni compromessi ambientali.

"Questo è stato il primo studio che ha esaminato la persistenza degli estrogeni nelle piscine primaverili, ma sappiamo da altre ricerche che la vita acquatica può essere influenzata da concentrazioni estremamente basse di estrogeni e altri contaminanti emergenti, " Gall ha detto. "Questa ricerca si è concentrata sul filtro vivente di Penn State, ma le pozze primaverili in tutto il paese sono colpite dal deflusso di sistemi settici malfunzionanti e altre fonti domestiche e agricole di contaminanti emergenti".

Il gruppo di ricerca di Gall sta pianificando studi di follow-up questa primavera per valutare se i farmaci e altri composti che alterano il sistema endocrino si trovano in questi habitat sensibili.