Meio Ambiente
A morte em massa da fauna marinha

A morte em massa da fauna marinha

A morte em massa da fauna marinha na Baía de Avacha não foi antropogênica

A baía de Avacha em Kamchatka é a segunda maior baía do mundo depois da baía de Sydney. Um ótimo lugar para os amantes do mergulho e do surf. Aqui, dezenas de animais viveram em cada pedra. Os jardins de actínio deram lugar a prados onde os ouriços-do-mar pastavam. Caranguejos peludos e de pedra e caranguejos eremitas rastejavam ao longo do fundo. Camarões de água fria rosa-púrpura corriam aqui e ali. Era habitada por 32 espécies de peixes, incluindo linguado, gobies e greenling. Focas viviam na baía, leões marinhos e baleias assassinas vinham aqui.

No outono de 2020, as águas da Baía da Avacha ficaram vazias. No fundo, poliquetas mortos jaziam por toda parte – vermes poliquetas, que geralmente não são visíveis: eles se escondem entre as algas. Os peixes desapareceram. As agulhas caíram dos ouriços-do-mar. Esponjas, anêmonas do mar, moluscos bivalves morreram …

O que matou a biosfera da baía? A morte súbita em massa de organismos marinhos na Baía de Avacha despertou imediatamente a suspeita dos ecologistas: a culpa é da atividade humana! Vazamento de lixo radioativo líquido de uma instalação de armazenamento subterrâneo? Combustível de foguete (dimetilhidrazina assimétrica) e seus produtos de decomposição, transportados para o oceano através das águas subterrâneas? Óleo derramado de um navio que passava?

Começamos com água

Depois que a notícia do desastre ambiental em Kamchatka se espalhou amplamente, 20 amostras de água da área afetada foram trazidas para Moscou. Os laboratórios realizaram análises em busca de derivados de petróleo, combustível de foguete e substâncias radioativas. Foram encontrados fenóis (sinal de derramamento de óleo), mas em concentração insuficiente para a morte em massa de organismos vivos.

Em uma das 20 amostras, foram encontrados traços de oxidação de um dos principais componentes tóxicos do combustível de foguete, a dimetilhidrazina assimétrica. No entanto, seria prematuro tirar conclusões sobre o envenenamento por combustível de foguete, porque a dimetilhidrazina assimétrica forma um grande número de compostos durante a oxidação e, nessa única amostra, apenas dois deles foram encontrados, e não os mais persistentes: tetrametiltetrazeno e nitrosodimetilamina. Além disso, este último pode ser um produto da decomposição de muitas substâncias orgânicas, portanto não é necessariamente de origem antropogênica.

Após a primeira análise, as questões permaneceram sem resposta. Mais pesquisas eram necessárias para aceitar ou rejeitar as versões antropogênicas.

Nós vamos até o fundo

Poucos dias depois, uma expedição do canal Life TV foi a Kamchatka. Os mergulhadores coletaram amostras de organismos bentônicos mortos: ouriços-do-mar, caranguejos e caranguejos eremitas. Em seguida, a autora do filme “Oceano Venenoso” Alexandra Li chegou ao Instituto de Física e Química da Academia Russa de Ciências e pediu para verificar essas amostras para nitrosodimetilamina e formaldeído de dimetilhidrazona. Se essas substâncias fossem encontradas em amostras de tecido, o envenenamento por combustível de foguete poderia ser considerado comprovado.

As amostras foram entregues ao laboratório de fundamentos físicos e químicos de cromatografia e cromatografia gasosa-espectrometria de massas do Instituto de Físico-Química da Academia Russa de Ciências.

Da amostra ao espectro de massa

Os instrumentos – cromatografia gasosa-espectrômetros de massa – funcionam com amostras líquidas ou gasosas. As amostras foram recebidas no Instituto de Física e Química da Academia Russa de Ciências congeladas. Aqui, eles foram congelados ainda mais por inundação com nitrogênio líquido. A menos 196 ° C, as amostras tornaram-se quebradiças e foram moídas em pó em uma argamassa química.

A próxima etapa é a extração de substâncias orgânicas. Durante esse processo, as substâncias são transferidas para um solvente imiscível com água. Um pesquisador experiente sabe escolher o solvente que melhor extrairá a substância. Para melhorar a extração, são utilizados banhos ultrassônicos, onde uma amostra preenchida com solvente é colocada por uma ou duas horas.

Em seguida, para finalmente separar a solução do sedimento, a mistura resultante é colocada em uma centrífuga. Após a centrifugação, a solução foi introduzida em um cromatógrafo de gás com detector de espectrometria de massa. Foram registrados cromatogramas – gráficos com grande número de picos, onde cada pico corresponde a algum composto químico particular. Para cada pico, foi obtido seu próprio espectro de massa, e a partir dele, usando uma biblioteca com mais de 300 mil compostos, foram determinados o composto químico e sua estrutura.

Nenhum envenenamento por óleo fresco detectado

Os resultados mais interessantes foram obtidos no estudo dos ouriços-do-mar.

O derramamento de óleo tem as características de compostos de hidrocarbonetos: n-alcanos voláteis e facilmente biodegradáveis (C7 a C40) e esteranos, terpanos e hopanos mais persistentes. As gopans permanecem inalteradas por muito tempo nos tecidos dos organismos vivos.

Os cromatogramas obtidos no estudo dos tecidos de ouriço-do-mar mostraram picos característicos do lúpulo. Sterans e terpanes não foram encontrados nos tecidos dos ouriços-do-mar.

No caso de um derramamento de óleo recente, o cromatograma da distribuição de n-alcanos deve ter um formato de sino específico. No entanto, o cromatograma obtido para alcanos tinha uma aparência diferente. Os alcanos C15 e C17 foram encontrados em todas as amostras, mas esses componentes são frequentemente de origem natural, ocorrem no fitoplâncton marinho e, muito provavelmente, entraram em organismos bentônicos de forma não antropogênica.

Conseqüentemente, traços de poluição por óleo encontrados nos tecidos dos ouriços-do-mar já foram metabolizados pelos animais. Esta é a evidência do envenenamento de longa data dos ouriços por óleo, que era crônico, não catastrófico. Os ouriços-do-mar já absorvem óleo há muito tempo.

A análise também mostrou que os hidrocarbonetos antropogênicos estão quase totalmente ausentes no material biológico de caranguejos e caranguejos eremitas. Essa diferença entre as amostras de ouriços-do-mar e crustáceos pode ser devido aos diferentes estilos de vida e cadeias tróficas.

Metais pesados são normais

Outro marcador de poluição por óleo é a presença de metais pesados (cádmio, chumbo, níquel, zircônio, vanádio, zinco) nos tecidos dos organismos vivos. A espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado foi usada para medir o conteúdo de metais de toda a tabela periódica (do lítio ao urânio).

É difícil tirar conclusões, porque o conteúdo de metais nos tecidos de animais bentônicos da área de água de Kamchatka não foi previamente estudado e, portanto, o conteúdo normal de metais para eles não foi determinado. Tive de comparar os resultados com os resultados obtidos para espécies animais intimamente relacionadas que viviam em outros lugares. Descobriu-se que o teor de metais, com exceção do alumínio, nas gônadas dos ouriços-do-mar não excede a norma. Em tecidos de caranguejo, apenas a concentração de cádmio está no limite superior da norma permissível, para outros metais a concentração está dentro da faixa normal. Portanto, pode-se dizer que o teste de presença de metais pesados não indica envenenamento recente por óleo.

Combustível de mísseis e resíduos radioativos não encontrados

Os resultados não indicam a presença de dimetilhidrazina assimétrica, bem como os produtos mais estáveis de sua oxidação do grupo dos triazóis. Também não foi encontrado o que os representantes do canal Life pediram para procurar – nitrosodimetilamina ou formaldeído dimetilhidrazona. Embora experimentos com dimetil-hidrazina assimétrica não tenham sido realizados na vida marinha, há estudos mostrando que em mamíferos, a dimetil-hidrazina, uma vez na pele, é rapidamente absorvida na corrente sangüínea geral e é determinada nos tecidos por um longo tempo. Portanto, se o combustível do foguete entrasse na água do mar, seus componentes estariam presentes nos tecidos animais. Mas eles não foram encontrados. Além disso, não foram encontrados vestígios de substâncias radioativas.

Mais pesquisa

Os resultados sugerem que não era óleo. Não era combustível de foguete. Isso não era lixo radioativo. Animais na Baía de Avacha morreram por causa de outra coisa.

Pela primeira vez, os cromatógrafos do Instituto de Física e Química da Academia Russa de Ciências, tendo investigado as causas da morte em massa de animais em Kamchatka, excluíram as três causas antropogênicas mais discutidas. Os resultados da pesquisa foram publicados na edição de fevereiro de 2021 do Marine Pollution Bulletin.

“Estamos prontos para continuar trabalhando nessa direção”, disse Alexei Buryak, Diretor do Instituto de Físico-Química da Academia Russa de Ciências, Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências, “por exemplo, junto com biólogos, procure vestígios de algumas substâncias específicas que serão um marcador para a causa biogênica do que aconteceu. Ou continue monitorando o conteúdo de hidrocarbonetos e metais nos tecidos dos organismos marinhos, verificando como o ambiente biológico está sendo restaurado e se alguma nova ameaça invisível aparece. Agora que as primeiras medições foram feitas, temos um ponto de partida e uma reserva para o futuro. A espectrometria de massa e cromatografia gasosa, com sua sensibilidade e precisão, tem possibilidades verdadeiramente ilimitadas para identificar e prevenir desastres ambientais. “

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