ミツバチは汚染を監視できますか？

晴れた日で、バンクーバーのダウンタウンイーストサイド周辺は賑やかです。 通勤者は通勤、配達用トラックは配達、店主は買い物をしています。 また、4つのにぎやかな通りに囲まれた半エーカーの庭では、市内で最も小さな労働者も忙しい。

彼らはミツバチで、養蜂を通してコミュニティを構築することを目的とする非営利団体であるHives for Humanityによってここに置かれました。 しかし、ミツバチは蜂蜜を作り、友情を促進するだけではありません。 彼らはまた、ブリティッシュコロンビア大学の同位体および地球化学研究室の太平洋センターから少し助けられて、近くの汚染を監視しています。

そこで、ラボディレクターのドミニクワイスと彼女のチームは、ミツバチが作った蜂蜜を分析して、ミツバチの中にあるものを判別します。

「ハニーは、ハイパーローカル環境における[汚染]発生源の表現です」と、Weisの研究室の博士課程の学生であるKate Smith氏は言います。 「ミツバチは水を飲む。彼らは土に着地する。花粉を拾う。」 そしてもちろん、彼らは蜜を飲んで蜂蜜を作ります。

プロジェクトは、3年前にHives for Humanityの創設者がWeisに、彼のミツバチが作っているハチミツが安全に食べられるかどうかを確認できるかどうかを尋ねたときに始まりました。 「彼女はからかわれていた」ために、より手付かずの田舎の環境ではなく、貧しい都市の近所に巣箱を置いた。 Hives for Humanityの共同設立者であるジュリアコモンは、「ハチミツでヘロインを見つけることについて冗談を言っていた」と言います。それはただの残酷な冗談でした、とCommonは言います。その他、車やトラックの排気ガスからの鉛など、蜂蜜の中では危険です。 彼女はワイスに紹介され、プロジェクトが始まりました。

Weis、Smith、および彼女のチームは、Hives for Humanityの協力を得て、パイロットプロジェクトで約30個のハイブをサンプリングしました。 養蜂家は木製のコーヒースターラーを使用して、事前に洗浄した容器に蜂蜜を少し入れます。 金属はサンプルを汚染する可能性があるため、彼らは金属を使用できません。

通常ハワイの火山を研究している地球化学者のワイスは、蜂蜜を分析可能な溶液に変換する方法を見つけました。 これを行うには、蜂蜜を溶液に溶かし、7, 000ケルビンまで加熱する必要があります。これは、太陽の表面よりも熱くなります。 その後、鉛、カドミウム、亜鉛などの微量元素を測定する質量分析計で分析できます。

ミツバチは何十年も汚染モニターとして使用されてきました。 最も単純な形式では、それらは炭鉱の単なるカナリアです。蜂の巣が病気になったり、蜂が死んだりすると、おそらく何らかの汚染が近くにあります。 近年、蜂による監視はより高度になりました。 ハイブは、貴重な情報を提供するために苦しんだり死んだりする必要はありません。

ミツバチは1日で何千もの花を訪れます。通常、巣の周囲2マイルまでの狭い範囲で、それらは両方とも安価に多くの地面を覆い、高度にローカライズされたモニターを提供します。 巣箱を開けて、蜂蜜を収穫し、一連のテストに提出して、環境に何があるかを正確に知る必要があります。 長年にわたり、ミツバチ、蜂蜜、ワックスのフッ化物、鉛、亜鉛、ニッケル、カリウムが検査されてきました。 ナフタレン（コールタールに由来する毒性化合物であり、防虫剤の主成分でもある）などのより複雑な分子。 セシウム、トリチウム、プルトニウムなどの放射性化合物も。

ほとんどの場合、ミツバチは化学物質の検出に適しています。 「どんな種類の物質が求められているかについて何か知っている限り」、イリノイ大学のカールR.ウーズゲノム生物学研究所およびイリノイ蜂研究施設の所長であるジーンE.ロビンソンは言う。前提はとても良いです。」

「化学とは何ですか？ [物質]は、あなたが見ている…環境とどのように相互作用するのでしょうか？」と彼は尋ねます。 たとえば、蜜蝋は脂質であり、多くの毒性化学物質は親油性です。つまり、それらは脂質に引き寄せられます。 実験者がワックスに含まれている場合でも、実験者がワックスをテストすることを知らない場合、実験では蜂蜜中の毒性物質はほとんど現れないかもしれません。 それでも、ロビンソンは、この技術は「[蜂]が遭遇する微量の物質を拡大するのに非常に役立つ可能性がある」と付け加えています。

しかし、ミツバチのモニターは紛らわしい結果をもたらすことがあります.1994年から1996年にかけてロスアラモス国立研究所で行われた3年間の研究では、6種類の放射性化合物を含むことが知られている放射性廃棄物ラグーンの周囲の巣箱に置かれたハチが、4種類の汚染の一貫した兆候を示しました。 他の2つ、トリチウムとナトリウム-22は、それぞれの巣箱で「すべてが大幅に異なっていた」、おそらくミツバチは他の要素とは異なる方法でそれらの要素を代謝するため、研究著者のTim Haarmannは2002年の本の章で彼の結果を要約して書いた。 それでも、ハールマンは「ミツバチは放射性核種が環境に存在する場合、放射性核種汚染の良い指標である」と結論付けました。 時間の経過に伴う放射線量の変化の追跡や特定の放射線源の特定など、より具体的なデータにそのデータを使用することは依然として課題です。

2006年以来、ミツバチは、ヨーロッパで4番目に混雑しているドイツのフランクフルト空港と、現在建設中の新しいターミナルがある空港で大気汚染を追跡しています。

「多くの人々は、フランクフルト空港が大きくなっているという考えに反対しています」と、フランクフルト大学の蜂研究所所長のベルント・グルネワルドは言います。 「[航空交通]は、空港の近くに住んでいる人々に多くの問題を引き起こします。」 空港のハイブは、ジェットエンジンからの大気汚染（すべての手荷物トラクター、除氷トラックなど）が人間の健康に影響を与える可能性があるかどうかを追跡するためのものでした。

11年間の研究の後、チームは、蜂蜜、花粉、およびコケに含まれる多環芳香族炭化水素（PAH）として知られる16種類の化学物質に関する大量のデータを取得しました。 これらのPAHは、主に化石燃料の燃焼によるもので、特に低温（ジェットエンジンが暖まっているときなど）で発生します。 Grunewaldのチームがこれら16を選択したのは、米国EPAがそれらを「優先汚染物質」と見なしているため、規制されており、研究が盛んに行われているためです。 それらはすべて、十分な量の人間の健康に有害であると考えられています。

当然のことながら、チームは空港の蜂蜜にPAHが存在することを発見しました。 しかし、彼らはまた、都市の北のタウヌス山脈の手付かずの地域である彼らの管理サイトで、ほぼ同じ量のPAHを発見しました。

少なくともPAHに関しては、「空港は汚染されているか、汚染されていない...想定される清潔な養蜂場と同じです」とGrunewald氏は言います。

それは、ドイツのジェットエンジンが非常にきれいであること、またはPAHが非常に永続的であることを意味します。 後者の説明は、ローマのチャンピーノ空港近くのじんましんからの蜂蜜およびミツバチと自然保護区のじんましんのPAHを発見したイタリアの科学者による2009年の研究とよく一致しています。 これらの結果は、「PAHが環境内で広範囲に分布しているという仮定を強化する」と著者たちは書いている。 つまり、この汚染はどこにでもあるのかもしれません。

一般的に、Hives for Humanityの創設者は、都市のミツバチは農村のミツバチよりも良い食事があると実際に考えています。都市で使用される農薬や殺菌剤は農業地域よりも少なく、都市のミツバチは幅広い種類の花を飲みます、1種類の作物のみを訪問する可能性のある農業蜂と比較して。

これらすべての実験の次のステップは、より具体的にすることです。 汚染物質が環境に存在するかどうかだけでなく、実際に濃度を経時的に追跡したり、発生源まで追跡したりできるのであれば、それは大きな利点です。 そして、それがUBCの科学者たちが望んでいることです。

「地球上のすべてのものには、独自の同位体フィンガープリントがあります」とWeisは言います。 「鉛ガソリンの燃焼による鉛には、独自の同位体特性があります。ペイントチップからの鉛には、独自の同位体特性があります。」彼らが研究しているハイブのいくつかは、2015年時点で北米で3番目に忙しい港であるバンクーバー港の近くにあります港からの大気汚染は蜂蜜に現れていますか？汚染の可能性のあるすべての汚染源の同位体署名に注意することにより（数年かかるプロジェクト）、これらの汚染源は蜂蜜の中で特定できます。汚染がどこから来ているのか、そしてどのように大気をきれいにするのかについて、バンクーバー市民にもっと良い考えを与える。

そして、Weisが始めた最初の質問については、蜂蜜の研究の道を進んでいますか？ 安全です。 「我々は、ハイエンドで数十億分の10 [part of鉛]について話している」とWeisは言う。 「消費に関する限り、アラームの原因はありません。当社の機器は非常に敏感です。」