Le portate e il periodo dell'anno devono essere presi in considerazione per comprendere meglio i potenziali rischi posti dai contaminanti organici emergenti nei fiumi e nei torrenti, secondo i ricercatori della Penn State che hanno studiato le concentrazioni di contaminanti e le caratteristiche del flusso in sei punti vicino alle prese di acqua potabile nel bacino del fiume Susquehanna.

Mentre molti studi hanno esaminato i livelli di contaminanti organici emergenti come prodotti farmaceutici e pesticidi nei fiumi e il loro effetto sulla vita acquatica, questo è uno dei primi progetti a correlare strettamente i livelli di inquinanti con i flussi, nota ricercatrice Heather Preisendanz, professore associato di ingegneria agraria e biologica.

Inoltre, il team di ricerca ha documentato i cambiamenti stagionali nelle concentrazioni di contaminanti, con livelli elevati di alcuni contaminanti osservati nei mesi più caldi, che rappresentano il rischio maggiore per i pesci durante la loro riproduzione e le prime fasi di sviluppo, ha detto Preisendanz. Il suo gruppo di ricerca presso il College of Agricultural Sciences studia i contaminanti emergenti nelle acque superficiali e sotterranee dal 2013.

I ricercatori hanno lavorato con la Pennsylvania-American Water Co. per campionare le fonti di acqua potabile di sei impianti di trattamento:tre nel fiume Susquehanna, tre in serbatoi, tutti nella sezione centrale del bacino del fiume Susquehanna nella Pennsylvania centrale.

Durante lo studio in due fasi, gli scienziati hanno cercato contaminanti precedentemente rilevati nelle acque della Pennsylvania. Nella fase I, tutti i campioni di acqua sono stati analizzati ogni due mesi per sette composti farmaceutici umani, compresi quattro antibiotici:ampicillina, sulfametossazolo, ofloxacina e trimetoprim; due analgesici:paracetamolo e naprossene; e uno stimolante:la caffeina. Nella Fase II, hanno condotto un regime di campionamento intensivo in un singolo sito fluviale, concentrandosi su una gamma più ampia di contaminanti organici emergenti.

Nella fase I, sulfametossazolo, paracetamolo e caffeina sono stati rilevati più frequentemente, nel 54%, il 42% e il 35% dei campioni, rispettivamente. trimetoprim, naprossene, ofloxacina e ampicillina sono state rilevate in meno del 35% dei campioni. Tra i farmaci più frequentemente rilevati, la caffeina aveva la concentrazione media più alta, mentre sulfametossazolo e paracetamolo avevano concentrazioni medie inferiori. L'ampicillina era il composto meno frequentemente rilevato.

Nella Fase II, Altri 13 composti sono stati presi di mira per l'analisi, compresi gli antibiotici umani e veterinari:clortetraciclina, tetraciclina, ossitetraciclina, eritromicina, sulfadiazina, sulfadimetossina, sulfametazina, e tilosina; un antimicrobico:triclosan; un antistaminico:cimetidina; un antidiabetico:metformina; un metabolita della caffeina:teobromina; e un insetticida neonicotinoide-thiamethoxam.

Nella Fase II, i composti più frequentemente rilevati erano paracetamolo e teobromina, entrambi nell'89% dei campioni, caffeina, riscontrato nell'87% dei campioni, e metformina nell'84% dei campioni. thiamethoxam, naprossene e sulfametossazolo sono stati rilevati nel 21%, 17%, e il 16% dei campioni, rispettivamente. Gli altri sei composti sono stati rilevati in meno del 2% dei campioni.

Le concentrazioni di composti organici emergenti erano basse, ma erano diffusi, ha spiegato il ricercatore capo Faith Kibuye, un dottorando presso il Dipartimento di Ingegneria Agraria e Biologica al momento dello svolgimento della ricerca.

"Globale, i contaminanti organici emergenti erano presenti a concentrazioni più elevate nelle stagioni più fredde rispetto alle stagioni più calde. La concentrazione di thiamethoxam, un insetticida neonicotinoide, aumentato durante i periodi di flusso elevato, " ha detto Kibuye.

Quando i flussi erano alti, i livelli di contaminanti da fonti non puntuali, molto probabilmente dal deflusso agricolo, erano più alti, e viceversa, quando i flussi erano bassi, le concentrazioni di contaminanti comunemente riscontrate negli scarichi degli impianti di trattamento delle acque reflue erano più elevate, ricercatori hanno trovato.

"Questo perché grandi eventi di tempesta, soprattutto nei mesi primaverili, mobilitare i contaminanti emergenti, come pesticidi, dai campi agricoli, " Ha detto Preisendanz. "Questo spiega la relazione positiva tra le concentrazioni di neonicotinoidi e la portata".

Il quadro era meno chiaro per i contaminanti che hanno sia fonti puntuali che non puntiformi, Preisendanz ha aggiunto, perché alcuni comuni più vecchi hanno combinato sistemi fognari e fognari sanitari che scaricano le acque reflue non trattate durante eventi di alta portata.

Anche senza standard di qualità dell'acqua per definire quali livelli potrebbero essere considerati sicuri per vari organismi acquatici e per la salute umana, i ricercatori hanno calcolato le valutazioni del rischio per i composti trovati nello studio utilizzando i limiti di esposizione già fissati dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti. Questi calcoli hanno rivelato che sebbene i composti rappresentassero un rischio medio-alto per gli organismi acquatici, il rischio per la salute umana derivante dal bere acqua o dal consumo di pesce è basso. Però, i risultati dello studio, recentemente pubblicato in Chemosfera , non ha determinato i rischi dovuti alla presenza di più contaminanti nell'acqua contemporaneamente.

"Non conosciamo l'effetto di essere esposti a un cocktail di questi composti, anche a bassi livelli, e se potrebbero avere un effetto sinergico, "Ha detto Preisendanz.