Jest słoneczny dzień, a tętniąca życiem dzielnica Downtown Eastside w Vancouver. Osoby dojeżdżające do pracy dojeżdżają do pracy, ciężarówki dostawcze dostarczają, właściciele sklepów robią zakupy. A w ogrodzie o powierzchni pół akra, otoczonym czterema ruchliwymi ulicami, pracują też najmniejsi robotnicy w mieście.
To pszczoły, umieszczone tutaj przez organizację non-profit Hives for Humanity, grupę, której celem jest budowanie społeczności poprzez pszczelarstwo. Ale pszczoły robią coś więcej niż robienie miodu i ułatwianie przyjaźni. Monitorują również pobliski obszar pod kątem zanieczyszczeń, z niewielką pomocą laboratorium Pacific Center for Isotopic and Geochemical Research na University of British Columbia.
Tam dyrektor laboratorium Dominique Weis i jej zespół analizują miód wytwarzany przez pszczoły, aby ustalić, co w nim jest.
„Miód jest reprezentacją źródeł [zanieczyszczeń] w środowisku hiperlokalnym” - mówi Kate Smith, doktorantka w laboratorium Weisa. „Pszczoły piją wodę. Lądują na ziemi. Zbierają pyłki.” I, oczywiście, piją nektar i robią miód.
Projekt rozpoczął się trzy lata temu, kiedy założycielka Hives for Humanity zapytała Weis, czy może powiedzieć, czy miód, który produkują jego pszczoły, jest bezpieczny do spożycia. „Bo wyśmiewano ją” za ulokowanie uli w biednej dzielnicy miejskiej zamiast w bardziej nieskazitelnym wiejskim otoczeniu. Julia Common, współzałożycielka Hives for Humanity, wraz z córką, mówi: „ludzie żartowali na temat znalezienia heroiny w miodzie”. To był po prostu okrutny żart, mówi Common, „ale pomyślałem”, czy może być coś niebezpieczne w miodzie, takie jak ołów z spalin samochodowych i ciężarowych. Została przedstawiona Weis i projekt wystartował.
Weis, Smith i jej zespół, z pomocą Hives for Humanity, pobrali próbki około 30 uli do projektu pilotażowego. Pszczelarze używają drewnianych mieszadeł do kawy, aby zgarnąć trochę miodu do wstępnie umytego pojemnika. Nie mogą używać niczego metalu, ponieważ metal może zanieczyścić próbkę.
Pszczelarz używa drewnianego mieszadła do kawy, aby pobrać próbki miodu z ramy w ulu w Hastings Urban Farm. (Dzięki uprzejmości K. Smitha) Weis, geochemik, który zwykle bada hawajskie wulkany, wymyślił, jak przekształcić miód w roztwór, który można analizować. Aby to zrobić, miód musi zostać rozpuszczony w roztworze, a następnie podgrzany do 7 000 kelwinów - cieplejszy niż powierzchnia słońca. Następnie można go analizować za pomocą spektrometru mas, który mierzy śladowe ilości pierwiastków, takich jak ołów, kadm lub cynk.
Od dziesięcioleci pszczoły są monitorami zanieczyszczenia. W najprostszej postaci są po prostu kanarkiem w kopalni węgla: jeśli ul jest chory lub jego pszczoły obumierają, prawdopodobnie w pobliżu jest jakieś zanieczyszczenie. W ostatnich latach monitoring pszczół stał się bardziej wyrafinowany. Ul nie musi cierpieć ani umierać, aby dostarczyć cennych informacji.
Ponieważ pszczoły odwiedzają tysiące kwiatów w ciągu jednego dnia, zwykle w wąskim promieniu do dwóch mil wokół ula, oba tanio pokrywają dużo ziemi, a także zapewniają wysoce zlokalizowany monitor. Trzeba po prostu otworzyć ul, zebrać miód i poddać go szeregowi testów, aby dokładnie wiedzieć, co jest w środowisku. Przez lata pszczoły, miód i wosk były testowane na fluor, ołów, cynk, nikiel i potas; bardziej skomplikowane cząsteczki, takie jak naftalen (toksyczny związek pochodzący ze smoły węglowej, a także główny składnik mothballs); nawet związki radioaktywne, takie jak cez, tryt i pluton.
W większości pszczoły wykonują dobrą robotę, wykrywając chemikalia. Tak długo, jak wiesz „coś o tym, jakich substancji poszukuje się”, mówi Gene E. Robinson, dyrektor Instytutu Biologii Genomicznej Carla R. Woese'a i Illinois Bee Research Facility na Uniwersytecie Illinois ” przesłanka jest bardzo dobra. ”
„Jaka jest chemia? W jaki sposób [substancje] mogą wchodzić w interakcje z… środowiskiem, na które patrzysz? ”- pyta. Na przykład wosk pszczeli jest lipidem, a wiele toksycznych substancji chemicznych jest lipofilowych, co oznacza, że są przyciągane do lipidów. Eksperyment może ujawnić bardzo mało toksycznej substancji w miodzie, nawet jeśli jest obecny w wosku, jeśli eksperymentator nie wie, aby przetestować wosk. Robinson dodaje jednak, że technika „może być bardzo przydatna do powiększania śladowych ilości substancji, które [pszczoły] napotykają”.
Jednak czasami monitory pszczół okazują się mylące: w trzyletnich badaniach w Los Alamos National Laboratory w latach 1994-1996 pszczoły umieszczone w ulach wokół laguny odpadów radioaktywnych, o której wiadomo, że zawierają sześć związków radioaktywnych, wykazują konsekwentne oznaki skażenia z czterech. Pozostałe dwa, tryt i sód-22, „były znacząco różne od siebie” w każdym z uli, być może dlatego, że pszczoły metabolizują te pierwiastki inaczej niż inne, autor badania Tim Haarmann napisał w rozdziale książki z 2002 r. Podsumowującym wyniki . Haarmann doszedł jednak do wniosku, że „pszczoły miodne są rzeczywiście dobrymi wskaźnikami zanieczyszczenia radionuklidami, gdy są obecne w środowisku”. Wykorzystywanie tych danych do bardziej szczegółowych celów, takich jak śledzenie zmian ilości promieniowania w czasie lub ustalanie konkretnego źródła promieniowania, pozostaje wyzwaniem.
Od 2006 r. Pszczoły śledzą zanieczyszczenie powietrza na niemieckim lotnisku we Frankfurcie, czwartym pod względem natężenia ruchu lotnisku w Europie, a także w budowie nowego terminalu.
„Wiele osób jest przeciwnych temu, że lotnisko we Frankfurcie powiększa się” - mówi Bernd Grunewald, dyrektor Instytutu Badawczego Pszczół na Uniwersytecie we Frankfurcie. „[Ruch lotniczy] stwarza wiele problemów dla osób mieszkających w pobliżu lotniska”. Ule na lotnisku miały śledzić, czy zanieczyszczenie powietrza przez silniki odrzutowe - nie wspominając o wszystkich ciągnikach bagażowych, samochodach odladzających itp. - może mieć wpływ na zdrowie ludzi.
Po 11 latach badań zespół ma ślady danych dotyczących 16 chemikaliów, zwanych wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi (WWA), w miodzie, pyłku i mchu. Te WWA pochodzą głównie ze spalania paliw kopalnych, szczególnie w niskich temperaturach (np. Gdy silnik odrzutowy właśnie się rozgrzewa). Zespół Grunewalda wybrał te 16, ponieważ EPA USA uważa je za „priorytetowe zanieczyszczenia”, co oznacza, że są one regulowane i są intensywnie badane. Uważa się również, że są wystarczająco toksyczne dla zdrowia ludzkiego.
Nic dziwnego, że zespół stwierdził obecność WWA w miodzie na lotnisku. Ale znaleźli również prawie identyczne ilości WWA w miejscu kontrolnym, dziewiczy obszar w górach Taunus na północ od miasta.
Przynajmniej jeśli chodzi o WWA, „lotnisko jest tak samo zanieczyszczone, jak i nieskażone… jak rzekomo czysta pasieka” - mówi Grunewald.
Albo to oznacza, że niemieckie silniki odrzutowe są wyjątkowo czyste, albo że WWA są wyjątkowo trwałe. To ostatnie wyjaśnienie jest dobrze dostosowane do badania z 2009 r. Przeprowadzonego przez włoskich naukowców, którzy znaleźli WWA w miodzie i pszczołach z uli w pobliżu rzymskiego lotniska Ciampino, a także uli w rezerwacie przyrody. Wyniki te „wzmacniają przypuszczenie, że WWA wykazują szeroką dystrybucję w środowisku” - napisali autorzy. Innymi słowy, może to zanieczyszczenie jest wszędzie.
Powszechny założyciel Hives for Humanity uważa, że pszczoły miejskie mogą mieć lepszą dietę niż pszczoły wiejskie - w mieście jest mniej pestycydów i fungicydów niż na obszarach rolniczych, a pszczoły miejskie mają do wyboru szeroki wybór kwiatów, w porównaniu do pszczół rolnych, które mogą odwiedzić tylko jeden rodzaj uprawy.
Następnym krokiem we wszystkich tych eksperymentach jest uszczegółowienie. Jeśli badacze potrafią ustalić nie tylko, czy zanieczyszczenia są obecne w środowisku, ale faktycznie śledzą ich stężenia w czasie lub śledzą je do źródła, byłoby to ogromną korzyścią. I właśnie to mają nadzieję naukowcy z UBC.
„Wszystko na Ziemi ma unikalny izotopowy odcisk palca” - mówi Weis. „Ołów ze spalania benzyny ołowiowej ma unikalną sygnaturę izotopową. Ołów z wiórów malarskich ma unikalną sygnaturę izotopową.” Niektóre ule, które badają, znajdują się w pobliżu portu w Vancouver, który był trzecim najbardziej ruchliwym portem w Ameryce Północnej w 2015 r., dostępne były statystyki z ostatniego roku. Czy zanieczyszczenie powietrza z portu pojawia się w miodzie? Ostrożnie odnotowując izotopowe sygnatury wszystkich możliwych źródeł zanieczyszczenia - projekt, który potrwa lata - źródła te można następnie wskazać w miodzie, dając Vancouveritom lepsze pojęcie o tym, skąd mogą pochodzić zanieczyszczenia i jak oczyścić powietrze.
A co do pierwotnego pytania, które zapoczątkowało Weisa na drodze do studiowania miodu? To jest bezpieczne. „Mówimy o dziesiątkach części na miliard [ołowiu] z wyższej półki” - mówi Weis. „Jeśli chodzi o zużycie, nie ma powodu do niepokoju, nasze instrumenty są po prostu bardzo, bardzo wrażliwe”.
