De mens heeft grote invloed op de chemische samenstelling van kustwateren

De onderzoekers verwachtten dat pesticiden en geneesmiddelen de hoogste concentraties mens-gerelateerde chemicaliën zouden vormen. Maar het onderzoek liet zien dat industriële verbindingen – uit bijvoorbeeld kunststoffen, smeermiddelen en consumentenproducten – het  antropogene chemische signaal in de oceaan domineren.

Grotendeels onzichtbare menselijke voetafdruk

Industriële chemicaliën, waarvan er veel zelden worden gemonitord, bleken veel overvloediger en wijdverspreider dan eerder aangenomen. Daniel Petras

Opens in a new tab, universitair docent biochemie

Opens in a new tab aan de Universiteit van Californië: ‘Al decennialang volgen wetenschappers het plastic afval dat op het oceaanoppervlak drijft en meten ze stijgende temperaturen die wijzen op klimaatverandering. Maar er is nog een andere, grotendeels onzichtbare menselijke voetafdruk in zee opgebouwd: duizenden synthetische chemicaliën. Zelfs op plekken die we als relatief ongerept beschouwen, vonden we duidelijke chemische sporen van menselijke activiteit. De omvang van deze invloed was verrassend.’

Van landbouw tot toerisme

Volgens Petras vertoonden zelfs afgelegen koraalrifsystemen, vaak gezien als een van de meest ongerepte mariene omgevingen, duidelijke chemische sporen van menselijke activiteit in de buurt – van landbouw- en kustontwikkeling tot toerisme. 

In datasets uit kustgebieden liepen de mediane signaalniveaus van door de mens gemaakte organische moleculen opliepen tot 20 procent, vergeleken met de laagste waarden van ongeveer 0,5 procent in de open oceaan. In extreme gevallen, zoals riviermondingen met onbehandeld of slecht gezuiverd afvalwater, overschreed dat cijfer de 50 procent. Alle monsters bij elkaar genomen, vormden 248 door de mens afkomstige verbindingen een mediaan van ~2 procent van het totale gedetecteerde signaal.

Een onbekende rol

Sommige van de door de mens gemaakte verbindingen zitten op de grens tussen traditionele organische moleculen en nanoplastics, waardoor de scheidslijn tussen chemische vervuiling en plasticvervuiling vervaagt. Deze chemicaliën dragen volgens de onderzoekers aanzienlijk bij aan de voorraad organisch materiaal in de oceaan. Dat betekent dat ze mogelijk een onbekende rol spelen in de koolstofcyclus en de ecosysteemfunctie van de zee.
 

De onderzoekers ontdekten ook dat antropogene chemicaliën tot ver van de kustlijn in stand blijven. Zelfs meer dan twintig kilometer uit de kust waren door de mens afkomstige verbindingen goed voor ongeveer 1 procent van de gedetecteerde organische stof. Op wereldschaal is dat een enorme hoeveelheid materiaal.

Een belangrijke innovatie

De studie vormt een van de meest uitgebreide chemische meta-analyses van kustwateren tot nu toe, waarbij gebruik is gemaakt van monsters die voor veel verschillende onderzoeksdoeleinden zijn verzameld, waaronder de gezondheid van koraalriffen, algenbloei en de koolstofcyclus.

Een belangrijke innovatie die het onderzoeksteam gebruikte, was de combinatie van consistente, hoge-resolutie massaspectrometriemethoden in meerdere laboratoria. Ook schaalbare computationele tools ontwikkeld door UCR-informaticus Mingxun Wang waren belangrijk. Daarmee kon de groep duizenden monsters uit verschillende, niet-gerelateerde studies combineren en analyseren als één enkele, uniforme dataset.

Samenwerkingspartners over de hele wereld en open wetenschap

‘Dit werk was alleen mogelijk dankzij de inspanningen van onze samenwerkingspartners over de hele wereld en open wetenschap,’ zegt Petras. ‘Door onze gegevens openbaar te maken, hopen we het onderzoek te versnellen en een vollediger begrip van de chemische impact van de mens op de oceaan mogelijk te maken.’ Alle gegevens uit het onderzoek zijn openbaar beschikbaar, waardoor andere onderzoekers de resultaten opnieuw kunnen analyseren of nieuwe datasets kunnen integreren zodra deze beschikbaar komen.

Een eerste overzicht

Ondanks de omvang van de dataset erkennen de onderzoekers op dat grote delen van de wereld nog onvoldoende zijn onderzocht. De gegevens waren sterk geconcentreerd in Noord-Amerika en Europa, met beperkte dekking op het zuidelijk halfrond en vrijwel geen vertegenwoordiging van regio's zoals Zuidoost-Azië, India en Australië. Deze analyse biedt een eerste overzicht; aanvullende gedetailleerde, gerichte analyses blijven nodig. Verder zijn de effecten van de cumulatieve chemische concentraties en hun ecologische gevolgen op de lange termijn nog grotendeels onbekend.

Onze dagelijkse activiteiten dragen bij aan chemische stoffen

De bevindingen benadrukken ook een bredere, vaak over het hoofd geziene realiteit: door dagelijkse activiteiten, autorijden, schoonmaken, voedselverpakkingen en persoonlijke verzorging ontstaan chemische stoffen waarvan we de effecten niet beseffen. Weggespoeld via afvoeren of meegevoerd door regenwater, verplaatsen ze zich via rivieren en afvalwatersystemen en komen ze uiteindelijk in de oceaan terecht. 

Foto boven het artikel: filtratie-opstellingon in Mo'orea die is gebruikt om voor analyse van zeewatermonsters. (Credit: NIOZ)

Het wetenschappelijke artikel:

Opens in a new tab