Программа наблюдения за мидиями - Mussel Watch Program - Wikipedia

Ученые из Центра прибрежного мониторинга и оценки NCCOS, Управления прибрежных исследований и Лаборатории экологических исследований Великих озер NOAA собирают мидий зебры, прикрепленных к камням в озере Эри, для программы NCCOS по наблюдению за мидиями.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA ) Состояние и тенденции в стране (NS&T) Программа наблюдения за мидиями это программа мониторинга загрязнения воды, которая началась в 1986 году.[1] Это самая продолжительная программа непрерывного мониторинга загрязняющих веществ в своем роде в Соединенные Штаты.[2] Mussel Watch отслеживает концентрацию загрязняющих веществ в двустворчатые моллюски (мидии и устрицы) и отложения в прибрежных водах США, включая Великие озера, для мониторинга здоровья двустворчатых моллюсков и, как следствие, здоровья их местной и региональной окружающей среды.[2]

Mussel Watch консультируется с экспертами, чтобы определить подходящие загрязнители для мониторинга; к ним относятся дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ ), полициклические ароматические углеводороды (ПАУ ) и полихлорированные дифенилы (Печатные платы ). По данным на 2008 г., Mussel Watch отслеживает примерно 140 аналиты.[3] Помимо воздействия загрязняющих веществ, «Уотч за мидиями» может оценивать воздействие Стихийные бедствия, например, 2005 ураган Катрина, и экологические катастрофы, например, 2010 Разлив нефти Deepwater Horizon.[4] Данные, собранные организацией Mussel Watch, также можно использовать для мониторинга эффективности восстановления прибрежных зон.[3] Программа наблюдения за мидиями использовала свои 20-летние данные мониторинга для эффективного анализа воздействия урагана Катрина и повлияла на решения регулирующих органов на основе собранных данных о двустворчатых паразитах.[5][6][7]

История

NOAA описывает цель Mussel Watch как «поддержать экосистемное управление посредством комплексной общенациональной программы экологического мониторинга, оценки и исследований для описания состояния и тенденций развития устьев и побережий нашей страны ".[3] Mussel Watch - это программа, которая следит за здоровьем двустворчатые моллюски для загрязняющих веществ вдоль побережья Соединенных Штатов. Эта программа была запущена в 1986 году и с тех пор является самой продолжительной государственной программой мониторинга, имеющей национальное влияние.[3] Это было сделано в ответ на законодательный мандат по охране морской среды. В 2008 году они выпустили оценку своих данных с 1986 по 2005 год.[3] В этом отчете показаны концентрации многих различных металлов и органических загрязнителей за два десятилетия сбора данных. Используя этот набор данных, можно определить тенденции для различных прибрежных районов. Начиная с 2000 года, ученые, которых NOAA отправляло для сбора мидий, сменили компании, и в программе «Наблюдение за мидиями» начали использовать гражданские ученые собрать мидии; такой подход сэкономил программе много денег. Это можно увидеть на местном уровне в штате Вашингтон, где Округ Снохомиш Комитет по природным морским ресурсам в 2007 году координировал свою работу с программой «Уотч за мидиями», чтобы нанять граждан для сбора образцов из прибрежной воды округа Снохомиш.[8] В 2010 и 2012 гг. Университет Западного Вашингтона студенты помогли Округ Ватком Общественные работы. Изначально «Уотч мидий» осуществлял мониторинг районов, известных загрязнением, где данные можно было бы легко найти и отслеживать тенденции в данных о токсичности. Теперь внимание сосредоточено на проблемных областях, которыми руководят такие организации, как Агентство по охране окружающей среды (EPA ). Вместо того, чтобы сосредотачиваться только на тенденциях в данных, Mussel Watch пытается увидеть, действительно ли данная политика оказала положительное влияние на конкретную среду.[9]

Структура

Национальный уровень

Mussel Watch использует сочетание национального надзора со стороны NOAA с сетью региональных и местных групп для мониторинга состояния прибрежных зон на всей территории Соединенных Штатов. NOAA и его национальные центры прибрежных океанических исследований (NCCOS) имеют штат ученых по всей территории Соединенных Штатов и сотрудничают с другими федеральными, государственными, неправительственными организациями и партнерами из частного сектора во всем мире, чтобы работать вместе для достижения целей Программа наблюдения за мидиями. Загрязнение в одном прибрежном регионе может привести к эффектам в районах за тысячи миль, и наличие общенациональной программы мониторинга позволяет NOAA отслеживать эти эффекты.[3]На основе производительности гарантия качества процесс (QA) используется программой Mussel Watch Program для поддержания качества данных. Национальный институт стандартов и технологий (NIST ) и Национальный исследовательский совет Канады (NRC ) помогают аналитическим лабораториям в упражнениях, чтобы гарантировать, что данные, собранные во всех лабораториях, имеют сопоставимую точность и точность.[3] Процесс обеспечения качества снижает внутрилабораторные и межлабораторные вариации.[10]

Региональный и местный уровень

Полный список регионов укрытия мидий приводится ниже.

NOAA в настоящее время поддерживает более 65 активных гражданских научных проектов, включая Mussel Watch. В 2013 году было сформировано Сообщество гражданской науки NOAA, чтобы помочь ученым-гражданам собирать и делиться передовым опытом, обмениваться ресурсами и предоставлять базу данных с возможностью поиска по проектам гражданской науки NOAA. Сообщество, состоящее из более чем 120 членов, продолжает работать, чтобы помочь гражданским ученым.[11]Примером сотрудничества между национальными и местными группами является Штата Вашингтон 2009/10 Пилотный проект "Наблюдение за мидиями".[12] Программа оценки и мониторинга Пьюджет-Саунд (PSAMP) Департамента рыбных ресурсов и дикой природы Вашингтона (WDFW), Комитет по морским ресурсам округа Снохомиш (MRC), Общественные работы округа Снохомиш - Управление поверхностными водами, Морской грант Вашингтона и организация Mussel Watch NOAA; «Провести полевой отбор проб в течение сезона наблюдения за мидиями 2009/10 г. в водах Вашингтона, оценить возможность объединения полевого отбора проб с существующим мониторингом токсичных загрязнителей в Пьюджет-Саунд, продемонстрировать и оценить использование гражданских ученых в качестве основного ресурса для проведения полевых работ и исследования возможность использования Mussel Watch в качестве инструмента мониторинга в Пьюджет-Саунд ».[12] В нем участвовал представитель NOAA, помогавший сотрудникам и волонтерам PSAMP с успешным отбором проб на всех участках наблюдения за мидиями. Результатом этого пилотного проекта стало значительное сокращение рабочего времени профессиональных сотрудников на местах благодаря помощи и надлежащей подготовке добровольцев из числа гражданских ученых.[12] Правильное обучение волонтеров необходимо для применения последовательных и точных методов сбора.[13]

Дизайн программы

Интересующие загрязнители

Программа наблюдения за мидиями контролирует более 140 химических загрязнителей (аналитов). EPA перечисляет многие из этих аналитов как приоритетные загрязнители в соответствии с Законом о чистой воде.[3] Они были выбраны на основе их биодоступность, возможное поглощение и хранение в тканях животных, токсичность для водных организмов и потенциальный вред для человека.

Металлы

Металлы, измеряемые в Программе наблюдения за мидиями, включают алюминий, сурьму, мышьяк, кадмий, хром, медь, железо, свинец, марганец, ртуть, никель, селен, кремний, серебро, таллий, олово и цинк. Эти металлы происходят как из природных, так и антропогенный источники.[3]У разных видов двустворчатых моллюсков разные биоаккумуляция способности для следы металлов, и в результате устриц накопится примерно в 10 раз больше цинк и медь чем мидии. Мидии накапливают свинца примерно в 3 раза больше, чем устрицы.[3]Отчет за 20-летний период, выпущенный Программой наблюдения за мидиями в 2008 году, показал, что более высокие концентрации металлов обнаруживаются в урбанизированных и промышленно развитых регионах, и нет значительной разницы в концентрациях металлов между Восточным, Западным и Большим регионами. Озёрные районы. Со временем наблюдается рост концентрации металлов по всей стране.[3]

Органика

По состоянию на 2008 г. органический Загрязняющие вещества, за которыми следил Mussel Watch, включали 51 конгенер ПХБ (из возможных 209),[10] 65 ПАУ, ДДТ, бутилолово, хлордан, и дильдрин. Полный список доступен на http://NSandT.noaa.gov.[3] Большинство органических загрязняющих веществ, за которыми ведется наблюдение за мидиями, имеют антропогенный источник, за исключением ПАУ, поскольку они происходят как из естественных процессов, так и из антропогенных источников.[3] Конгенеры ПХД были отобраны на основе списка критериев, включая тот факт, что выбранные конгенеры уже измеряются другими научными организациями.[10] Органические загрязнители можно сравнивать на всех участках и для всех видов, используемых Mussel Watch.[3]В том же 20-летнем отчете, который обсуждается в «Металлах», обнаружено, что, как и в случае с металлами, повышенные уровни органических загрязнителей также обнаруживаются в урбанизированных и промышленно развитых регионах. Органические загрязнители были обнаружены на каждом участке.[3]

Гистопатология

«В гистопатология компонент программы «Наблюдение за мидиями» позволяет количественно оценить стадию развития гамет и распространенность почти 70 болезней и паразитов, обнаруженных у мидий и устриц. Тенденции в данных гистопатологии могут помочь оценить последствия глобального потепления.”[3]

Дизайн выборки

Место расположения

В 1986 году программа наблюдения за мидиями провела выборку только для 145 участков, но к 2008 году это количество выросло примерно до 300 участков активного мониторинга в континентальной части США, на Аляске, Пуэрто-Рико и на Гавайях. Многие из этих мест совпадают с местами наблюдения за мидиями EPA 1976-1978 годов, и новые места были выбраны после консультаций с государственными чиновниками и академическими профессионалами по поводу идеального размещения.[3]Критерии выбора сайта включают:

  • Должны присутствовать коренные популяции мидий.
  • Грядки моллюсков должны быть достаточно большими для повторного отбора проб.
  • Должен быть натуральный субстрат
  • Избегайте загрязнения из точечных источников
  • Выберите районы, не разрешенные для добычи моллюсков для потребления

Программа "Наблюдение за мидиями" не использует мидий в клетках, вместо этого используются двустворчатые моллюски естественного происхождения.[10] Участки были распределены на расстоянии 10–100 км друг от друга, чтобы лучше отображать большие прибрежные территории, что позволяет NOAA более точно построить общенациональную оценку. В результате, Mussel Watch можно использовать для «мониторинга пространственного распределения и временных тенденций концентраций химических веществ в прибрежных и устьевых регионах США».[13]

Разновидность

Не существует ни одного вида мидий или устриц, общих для всех прибрежных регионов США, поэтому виды для данного участка выбираются на основе их численности и простоты сбора. "Моллюски (Mytilus видов) собраны с побережья Северной Атлантики и Тихого океана, устрицы (Crassostrea virginica ) от средней части Атлантического океана (залив Делавэр) к югу и вдоль побережья Мексиканского залива, а также мидии данио (Дрейссена видов), инвазивный вид, собирают на участках в Великих озерах ».[3]

Коллекция

Большинство полевых сборов и лабораторных работ проводится контрактными лабораториями, не являющимися членами NOAA.[10] По крайней мере, один раз в год с ноября по март волонтеры на каждом участке наблюдения за мидиями собирают две группы по 50-100 двустворчатых моллюсков. Образцы должны быть собраны в течение трех недель с момента первого отбора образцов на участке.[10] Это означает, что если проба была впервые взята 15 апреля 1987 г., то все будущие пробы в последующие годы должны быть взяты в течение трех недель после 15 апреля. Одна группа используется для тестирования органических загрязнителей, а другая группа - для микроэлементов ( металлы).[13] Осадок с участка, подверженного воздействию той же водной массы, что и соответствующий участок двустворчатых моллюсков, и на расстоянии не более 2 км, собирают одновременно с двустворчатыми моллюсками. Измеряемые критерии отложений включают общий органический и карбонатный углерод, содержание влаги, размер частиц, концентрацию Clostridium perfringens, и концентрация Копростанол (это больше не измерялось после 1989 года).[10]В зависимости от особенностей участка используются разные методы сбора двустворчатых моллюсков. Двухстворчатый земснаряд используется в воде глубже 2 м, клещи из нержавеющей стали используются на глубине 2-2,5 м с мягким дном, вилы из нержавеющей стали или грабли используются в воде глубиной менее 1 м и собираются вручную. делается на некоторых участках береговой линии.[10] Затем двустворчатые моллюски очищаются, упаковываются в контейнеры со льдом и отправляются в соответствующую аналитическую лабораторию в течение двух дней после сбора.[3]

Анализ

NOAA заключило с TDI-Brooks International пятилетний контракт на анализ химического состава отложений и тканей двустворчатых моллюсков с 21 сентября 2009 г. по 20 сентября 2014 г. TDI-Brooks также проводил испытания в течение предыдущих десяти лет с 1999 по 2009 гг. TDI-Brooks и их дочерняя компания B&B Laboratories проводят органический химический анализ, Университет Рутгерса заключен субподряд на проведение гистопатологического анализа, и Техас A&M заключен субподряд на проведение анализа металлов и питательных веществ.[14] Из-за разлива нефти Deepwater Horizon ресурсы этих лабораторий были направлены на химический анализ высокоприоритетных проб для Мексиканский залив. Это привело к значительным задержкам, в некоторых случаях более чем на год, с получением результатов анализа для Программы наблюдения за мидиями.[15]

Проекты и публикации

Прошлые проекты

Национальный архив образцов тканей и отложений: многие проекты NOAA включают различные программы для получения желаемой информации. Программа Национального статуса и тенденций NOAA начала использовать образцы мидий, устриц и зебры, собранные в рамках Программы наблюдения за мидиями в 1985 году, в качестве средства для создания банка образцов. Этот банк образцов позволяет NOAA делать снимки определенных загрязняющих веществ, представляющих интерес, в любой момент времени, позволяя с помощью аналитических методов определять концентрации желаемого соединения в тканях. Это позволяет регулирующим органам лучше понимать историю определенного соединения.[16]Еще одним проектом, в котором использовалась программа «Уотч за мидиями», была оценка прибрежных вод, пострадавших от урагана Катрина в 2005 году. После изучения мелководья на концентрацию ДДТ, обычных хлорированных пестицидов, ПХД, ПАУ и металлов после урагана NOAA ученые NOAA смогли определить сравнить результаты с данными мониторинга за последние 20 лет на той же территории. Этот последовательный и исторический учет загрязняющих веществ в рамках программы «Наблюдение за мидиями» доказал свою эффективность при анализе воздействия урагана «Катрина».[7]Патология паразитов у двустворчатых моллюсков с использованием устриц и мидий, собранных в рамках программы «Мидии», были исследованы образцы тканей на наличие паразитов. Изменение численности паразитов географически и с течением времени может быть хорошим показателем воздействия загрязнителя.[5] Результаты этих обследований патологий были использованы для определения уровней загрязнения и повлияли на решения регулирующих органов.[6]

Известные публикации

Mussel Watch публикует отчеты примерно каждые 2 года по большинству сайтов и регионов. Некоторые компиляции и другие исторически подготовленные публикации включают:

Вероятно, наиболее важной публикацией, полученной в рамках программы «Уотч за мидиями», является «Оценка двух десятилетий мониторинга загрязняющих веществ в прибрежной зоне страны».[3] Эта публикация предназначена для использования учеными, заинтересованными гражданами, а также правительственными и другими регулирующими органами. Этот отчет включает тенденции и относительные уровни 140 различных химических веществ на 300 участках отбора проб в США и США. Пуэрто-Рико. Этот отчет, охватывающий 1986-2006 годы, служил для информирования политиков и заинтересованных лиц за пределами регулирующих органов.[3]Другой заметной публикацией является отчет под названием «Оценка полибромированных дифениловых эфиров (ПБДЭ) в отложениях и двустворчатых моллюсках прибрежной зоны США». В этом отчете исследуется относительно новый класс соединений, известных как полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ), которые действуют как антипирены. Они содержатся во многих потребительских пластмассах, текстиле, электронике и материалах для подушек мебели. В этом отчете показаны относительные уровни загрязнения географически и высокие уровни ПБДЭ связаны с районами с высокой плотностью населения. Это было значительным из-за потенциальной угрозы, которую эти соединения представляют для глобального распространения.[17]

Текущие проекты

Уотч мидий на Великих озерах поддерживает президентскую инициативу по восстановлению Великих озер - один из многих текущих проектов Mussel Watch. Этот проект, получивший внимание и финансирование со стороны Президентской инициативы по восстановлению Великих озер (GLRI), является типичным примером проектов, в которых используется Mussel Watch. Смотря на Проблемные области (AOC) в районе Великих озер США, компания Mussel Watch увеличила размеры и частоту отбора проб, а также обновила методы, включая тестирование мидий в клетках, когда грядки с моллюсками недоступны.[18] Изучая концентрацию отложений и тканей мидий, исследователи смогли лучше определить меры по восстановлению в районе Великого озера AOC. Как и многие другие текущие проекты Mussel Watch, GLRI использует как исторические данные из Mussel Watch, так и данные с более высоким временным и пространственным приоритетом, что приводит к более надежным наборам данных, более применимым к конкретным AOC.[18]

Значимость

Мидии являются предпочтительным организмом для мониторинга уровней загрязнения в прибрежных регионах по ряду причин. Большинство мидий обычно сидячие и не могут переместиться в другое место, если их окружающая среда загрязнена; это делает их хорошими показателями загрязнения окружающей среды. Мидии не так быстро усваивают некоторые органические вещества, как позвоночные, что делает их лучшим выбором при отслеживании таких веществ, как ПАУ. Кроме того, большинство мидий питатели-фильтры и фильтруют воду через свои тела для кормления. Эта фильтрация делает их первыми мишенями для улавливания загрязняющих веществ в воде.[3] Мидии могут предоставить информацию о том, восстанавливается ли система и насколько эффективны меры по восстановлению или очистке. При успешном восстановлении ожидается уменьшение количества загрязняющих веществ в организмах. Пример этого есть в Лавака Бэй, Техас, который был загрязнен из-за хронических выбросов ртути из соседнего предприятия. Путем мониторинга уровня ртути в устрицах в течение нескольких лет было обнаружено, что содержание ртути в заливе снижается.[19] Благодаря природе своего фильтрационного питания, двустворчатые моллюски позволяют системе наблюдения за мидиями отслеживать изменения в уровнях загрязнения в окружающей среде, отслеживая концентрацию в тканях двустворчатых моллюсков. Это важно, поскольку может показать, действительно ли работает политика, направленная на защиту и очистку окружающей среды или экосистемы. Учет моллюсков можно использовать для оценки текущей политики, чтобы определить, какие изменения, если таковые имеются, необходимо внести, чтобы обеспечить улучшение состояния окружающей среды.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «SWAMP - Программа мониторинга окружающей среды поверхностных вод», «Калифорнийское агентство по охране окружающей среды», 7 августа 2013 г.
  2. ^ а б Грег Пиньяк, «Мониторинг загрязнения мидий» В архиве 2015-09-07 на Wayback Machine, NCCOS, 14 января 2014 г.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс Кимбро, К. Л., У. Э. Джонсон, Г. Г. Лауэнштейн, Дж. Д. Кристенсен и Д. А. Апети, "Оценка двух десятилетий мониторинга загрязняющих веществ в прибрежной зоне страны", Сильвер Спринг, Мэриленд. Технический меморандум NOAA NOS NCCOS 74., 2008
  4. ^ Гуннар Лауэнштейн, «NOAA разгибает мидии для отслеживания загрязнения», Управление реагирования и восстановления NOAA, 11 января 2012 г.
  5. ^ а б Юнгкул Ким и Эрик Пауэлл, «Распространение паразитов и патологий у сторожевых двустворчатых моллюсков: статус и тенденции NOAA Программа наблюдения за мидиями», «Журнал исследований моллюсков» Vol. 26, № 4, 1115-1151, 2007 г.
  6. ^ а б J. P. Bignell et al., «Гистопатология мидий: влияние сезона, болезней и видов», «Aquatic Biology» Том 2, 1-15, 2008 г.
  7. ^ а б NCCOS, «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ УРАГАНА КАТРИНА», «Национальные центры прибрежных океанических исследований»
  8. ^ Кэтлин Херманн, «Программа наблюдения за мидиями в округе Снохомиш», «Комитет морских ресурсов округа Снохомиш», 2011 г.
  9. ^ Гуннар Лауэнштейн, «Загрязнение: изменения со временем» В архиве 2014-07-21 в Wayback Machine, «Центр мониторинга и оценки прибрежных районов», 16 февраля 2012 г.
  10. ^ а б c d е ж грамм час Г. Г. Лауэнштейн, А. Ю. Кантилло и С. С. Долвин, "Отбор проб и аналитические методы Национальной программы по статусу и тенденциям. Национальные проекты по бентическому надзору и наблюдению за мидиями 1984-1992 гг.", Silver Spring, MD, «Технический меморандум NOAA NOS ORCA 71», 1993 г.
  11. ^ Джон Маклафлин, "Сообщество практиков гражданской науки NOAA", «Управление образования NOAA», 2013 г.
  12. ^ а б c Лэнксбери, Дж., Дж. Э. Уэст, К. Херрманн, А. Хеннингс, К. Литл и А. Джонсон, «Пилотный проект по наблюдению за мидиями в штате Вашингтон, 2009/10 год: сотрудничество между национальными, государственными и местными партнерами», Олимпия, Вашингтон Партнерство с Puget Sound, 2010
  13. ^ а б c Эми Джонсон, "Руководство по программе наблюдения за мидиями", «Комитет по морским ресурсам округа Снохомиш», 2008 г.
  14. ^ «Программа TDI-Brooks, получившая награду National Status and Trends (NS&T), Программа наблюдения за мидиями и биоэффекты, аналитическая химия», «TDI-Brooks International», 2009 г.
  15. ^ Рут М. Софилд, "Научное применение - часы с мидиями: гражданский научный проект", «Департамент наук об окружающей среде, Экологический колледж Хаксли при Всемирном университете», 2012 г.
  16. ^ Джон Каклик и др., «БАНК ОБРАЗЦОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРИБРЕЖНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ», «Национальный институт стандартов и технологий», 22–26 июля 2007 г.
  17. ^ а б Гуннар Лауэнштейн, «Оценка полибромированных дифениловых эфиров (ПБДЭ) в отложениях и двустворчатых моллюсках в прибрежной зоне США», «Центр мониторинга и оценки прибрежных районов», 18 августа 2011 г.
  18. ^ а б Эд Джонсон и Кимани Кимбро, «Уотч мидий в Великих озерах поддерживает инициативу президента по восстановлению Великих озер», «Центр прибрежного мониторинга и оценки», 27 марта 2014 г.
  19. ^ NOAA, "Наблюдение за мидиями NOAA: индикаторы успешного восстановления", ‘’ NOAA Государство побережья. '', 7 февраля 2012 г.

внешняя ссылка