人造甜味剂被用于追踪水污染

三氯蔗糖被证明是追踪家庭废水的理想物质
 

来自 恩西亚 (在此处查找 原始故事);经许可转载。

2017年10月17日——人造甜味剂遍布整个杂货店的产品,从减肥汽水到酸奶,帮助人们控制卡路里和体重。事实证明,它们的大受欢迎赋予了人造甜味剂——尤其是三氯蔗糖——除了帮助控制体重或碳水化合物之外的目的。三氯蔗糖,以及在某种程度上乙酰磺胺酸钾,也可能通过帮助研究人员和水资源管理者识别污染物热点,以便更好地管理它们,从而在减少水污染方面发挥作用。

三氯蔗糖正越来越多地被专家称为“示踪剂”——一种可以帮助识别污染物来源的物质。这种能力对于维护地表水和饮用水供应的水质非常重要。


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甜蜜策略

示踪剂的概念并不新鲜:其他物质,主要是咖啡因和某些药物——所有这些物质都以足够的量使用,专家称它们在家庭废水中无处不在——已被用来识别流经排水管道的水。但三氯蔗糖——Splenda 的主要成分,存在于各种其他产品中,包括一些蛋白质棒和无糖糖果——正脱颖而出,因为它非常稳定。研究人员喜欢使用它,因为它不易在环境或水处理厂中降解。

佛罗里达国际大学副教授皮耶罗·加迪纳利说:“人造甜味剂的全部目的是身体不将其识别为燃料,因此您不会将其用于能量。” “我们已经看到,如果您将其放入废水处理厂,它不会发生任何变化,因为微生物也不会将其识别为食物。”

例如,如果水质管理人员在河流中检测到三氯蔗糖,他们可以将其用作存在一定量废水的警示信号。这意味着三氯蔗糖随着原污水进入废水处理厂,并随着处理后的水排放到环境中而离开。实际上不可能测试废水中可能存在的每一种污染物——但例如,如果水质管理人员在河流中检测到三氯蔗糖,他们可以将其用作存在一定量废水的警示信号。然后,他们可以仔细观察,看看可能还存在哪些其他污染物,并可能危害河流的健康。

“每一滴家庭废水——无论是经过处理的、部分处理的还是完全处理的,极少数例外——它都会在释放的任何地方引入三氯蔗糖。因此,这几乎是追踪家庭废水的完美方法,”加迪纳利说。他说,他注意到全国乃至世界各地越来越多的机构在其水质计划中使用这种追踪策略。

例如,为洛杉矶地区供水的南加州大都会水区每年监测其水中的三氯蔗糖——以揭示处理后废水的存在——该区首席环境专家斯图尔特·克拉斯纳说。三氯蔗糖已在美国其他地区和整个欧洲用于类似目的,佛罗里达国际大学的亨利·布里塞尼奥教授也表示,他正在与美国国家海洋和大气管理局合作,将其应用于评估飓风艾尔玛的影响。

布里塞尼奥发现,三氯蔗糖有可能不仅可以用作示踪剂——标记潜在问题——还可以用作指标,这意味着它可以帮助确定问题的程度。他根据他所做的几项分析提出了研究结果,表明一旦水体中的三氯蔗糖水平升至 57 万亿分之几以上,就表明该水体正在经历一定程度的人类影响和富营养化的开始——营养物负荷会促进植物生长并使动物窒息。他说,当水平超过 150 万亿分之几时,损害程度被认为是显著的。

对动物的影响?

虽然水资源管理者表示,水中三氯蔗糖似乎对环境几乎没有或没有负面影响,但一些研究人员指出,缺乏广泛的研究来支持这一说法。

到目前为止,尚未报告对水生生物的明显威胁,但在现有研究的综述中,南卡罗来纳大学化学教授苏珊·理查森强调了一些研究,这些研究发现至少对某些动物有潜在影响,包括对其行为和生理的影响。一项研究例如,发现三氯蔗糖暴露改变了甲壳类动物的运动以及水蚤的游泳速度和高度。今年早些时候,研究人员报告发现三氯蔗糖暴露与鲤鱼的氧化应激之间存在关联。

即使是三氯蔗糖分解时形成的化合物的影响,可能也研究得更少。更大的担忧是三氯蔗糖的浓度只会增加,而且尚不清楚这对生态系统意味着什么。即使是三氯蔗糖分解时形成的化合物的影响,可能也研究得更少,尽管它非常稳定,但仍会在一定程度上发生分解。

一项研究发现,这些化合物可能会通过干扰光合作用糖类运输等方式影响水生生态系统;它还发现,乙酰磺胺酸钾(另一种也曾用作示踪剂但可能在环境中不太稳定的人造甜味剂)的副产品可能对生态系统产生更大的影响。该研究的作者还提出了一种废水处理厂可以使用的技术,以最大限度地减少这些副产品的形成(如果它们确实被证明是有问题的)。

为政策提供信息

目前尚不清楚使用三氯蔗糖作为示踪剂或指标可能带来的更大好处是什么。克拉斯纳研究了三氯蔗糖在帮助检测饮用水净化厂形成消毒副产物的风险方面的潜力。消毒副产物是潜在的毒性化合物,当用于处理饮用水的消毒剂与水中的化合物(可能来自多种来源,包括处理后的废水)发生反应时形成。克拉斯纳已与美国环境保护署讨论了使用三氯蔗糖确定风险并最终预防消毒副产物形成的可能性,美国环境保护署目前正在审查其管理供水中这些化合物的规则。

布里塞尼奥说,他希望在适当的情况下,三氯蔗糖有助于提供的数据最终能够影响政策。

他正在进行一个项目,研究佛罗里达海岸珊瑚的健康状况与废水中某些细菌浓度的关系,他正在使用三氯蔗糖来帮助检测。

他说:“如果我们能够证明这些排放口在某种程度上影响了珊瑚礁,我们可以向政治家提供建议或信息。” “我希望他们倾听问题所在,我们可以开始思考如何解决问题。”

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