杜克大学的一项研究表明，鱼耳骨中的微量元素可用于识别和跟踪其生活水域中的煤灰污染。

“在鱼的内耳中发现的钙化结构 - 或耳石 - 已知存储了大量的生命历史信息，包括鱼类年龄，出生栖息地和迁徙模式的化学和物理记录，”Jessica Brandt说。该论文和2018年杜克大学尼古拉斯环境学院博士研究生毕业。“我们已经证明，耳石还捕获了影响鱼类生态系统的污染物的特征。”

布兰特和她的团队发现，来自北卡罗来纳州两个湖泊的鱼耳石中的锶同位素比率 - 这两个湖泊都接收到附近发电厂煤灰池的污水 - 与从底部沉积物中采集的样品中的锶同位素比率相匹配湖泊

“这表明耳石可用作生物示踪剂，以评估受影响水域中煤灰废物流对生态影响的可能性，”布兰特说，他现在是美国地质调查局的博士后研究员。“虽然锶的行为与煤灰废水中的有毒元素不同，但它有助于我们将高含量的元素连接回污染源。”

锶是煤中天然存在的微量元素，即使在煤炭燃烧和煤灰与水生环境接触后，它仍保持独特的同位素比率。

过去的研究使用锶同位素比率来追踪煤灰对水质的影响，“但这是我们第一次能够证明它们也可以用作指纹来追踪煤灰对生物体的影响，”Avner Vengosh说。 ，杜克大学尼古拉斯学院的地球化学和水质教授，他是该研究的合着者。

“这肯定表明鱼中的锶必须来自煤灰污染，”Vengosh说。

杜克大学团队于11月21日在“环境科学与技术快报”杂志上发表了同行评审的研究结果。

研究人员从北卡罗来纳州的两个湖泊 - 梅奥湖和萨顿湖 - 收集了地表水和基于沉积物的孔隙水样本，这些湖泊历来被用来为附近的发电厂提供冷却水并接收其污水。在佛罗伦萨飓风导致今年秋天发生洪水之后，萨顿湖是一个巨大的煤灰泄漏到邻近的Cape Fear河的地方。

研究人员还收集了位于湖泊上游的两个地点以及其他两个湖泊(Lake Tillery和Lake Waccamaw)的地表和孔隙水样本，这些湖泊与煤灰废物流无关。然后在实验室中分析样品，以及来自每个湖泊的大口黑鲈的耳石。

“大口低音耳石中的锶同位素比率与所有湖泊和水库中相应的沉积物孔隙水中的比例重叠，这是令人信服的证据，证明耳石可以作为煤灰流出物的生物成因示踪剂，”Sally Kleberg教授Richard D Giulio说。杜克的环境毒理学，他是该研究的共同作者。

Di Giulio解释说，来自湖泊的地表水样品中的锶同位素比率并不总是与鱼耳石和孔隙水样品中的锶同位素比率相匹配，但这可能是因为地表水比率随时间变化更大。

“这项研究的发现表明，耳石研究可以增加我们现有的研究工作，”Brandt说。“水基锶同位素示踪剂仅向我们提供有关特定时间点煤灰影响的信息，但由于耳石在鱼的一生中不断生长，我们可以使用耳石的时间序列分析来确定废物流排放的时间或溢油可以追溯到几年前。这代表了环境毒理学和水质研究中一个新兴的重要新方向。“