Хвоя сосны рассказала историю распространения PFAS в Северной Каролине
Обычная сосна — не просто распространённое дерево в Северной Каролине, но и удобный инструмент для мониторинга распространения пер- и полифторалкильных веществ (PFAS) в штате с течением времени.
Исследователи из Университета Северной Каролины использовали исторические и современные образцы хвои, чтобы проследить присутствие и концентрации более 70 различных типов PFAS в шести округах штата с 1961 года по настоящее время. Результаты дают снимок эволюции PFAS в штате за 50-летний период.
Почему именно хвоя?
«Она повсюду в штате и бесплатна, поэтому очень легко отбирать пробы в многочисленных местах и в разные моменты времени, не строя и не извлекая дорогостоящее оборудование для отбора проб», — говорит Эрин Бейкер, доцент химии и соавтор работы.
Восковое покрытие, защищающее хвою от воздействия окружающей среды, также эффективно улавливает загрязнители воздуха, такие как PFAS. А поскольку сосны сбрасывают хвою ежегодно, исследователи могут быть уверены во времени, на которое они смотрят при взятии образцов.
Бейкер, её коллега Скотт Белчер и аспирантка Кейли Кирквуд получили 60 образцов хвои с участков в округах Дарем, Уэйн, Камберленд, Робсон, Онслоу и Брансуик.
Для исторического сравнения они использовали 15 образцов хвои из гербариев Университета Северной Каролины и Университета Дьюка, выбрав образцы из тех же округов, датированные с 1961 года по настоящее время.
«Мы в основном сосредоточились на местах, по которым у нас есть современные данные, а также на местах, связанных с PFAS, таких как аэропорты, тренировочные площадки пожарных и химические заводы, например, объект Chemours», — говорит Белчер, доцент биологии и соавтор исследования. — «Мы брали образцы на этих участках и на участках в 3–11 милях от них для сравнения».
Исследователи проанализировали образцы, выполнив для каждого жидкостную хроматографию, масс-спектрометрию, ионно-подвижностную спектрометрию и исследования фрагментации. Такой многомерный подход обеспечил точность при различении молекулярных структур разных химических веществ.
Результаты — это снимок полувековой истории PFAS в центральной и восточной Северной Каролине.
«Мы смогли увидеть, когда были введены новые, более короткоцепочечные химические вещества, когда старые были выведены из употребления, и где конкретные PFAS использовались — мы могли отслеживать фактические, реальные изменения в загрязнении», — говорит Кирквуд. — «И мы смогли увидеть градиенты воздействия этих химических веществ — как концентрации падали от высоких уровней в источнике загрязнения до более низких уровней дальше».
Исследователи надеются, что эта работа проложит путь другим учёным для использования пассивного отбора проб для мониторинга пространственного и временного распределения PFAS.
«Это гораздо больше, чем Северная Каролина — это применимо к объектам по всему миру», — говорит Бейкер. — «За пределами Северной Каролины и за пределами сосновой хвои, это показывает способность растений с восковыми покрытиями служить индикаторами загрязнения окружающей среды».
Исследование опубликовано в Environmental Science & Technology.