Des chercheurs de Duluth vérifient les œufs d'hirondelles bicolores et les poussins pour une toxicité "chimique pour toujours"

LE LONG DE BOULDER LAKE - Halle Lambeau a dû se baisser un peu lorsqu'une hirondelle bicolore adulte s'est précipitée vers sa prochaine boîte et s'est envolée, secouée par l'effort de Lambeau pour regarder à l'intérieur de la boîte pour les œufs.

"Vous avez maintenant une maman qui vous harcèle juste derrière vous", a déclaré Noah Grode.

Lambeau, un étudiant diplômé de l'Université du Minnesota à Duluth, et Grode, un instructeur de l'école, ouvraient des boîtes à hirondelles artificielles placées le long du rivage au Boulder Lake Environmental Learning Center, juste au nord de Duluth.

"Jusqu'à présent, ils ne nous ont jamais vraiment attaqués", a déclaré Lambeau avec un sourire.

Les chercheurs vérifient les boîtes tous les deux jours à cette période de l'année pour suivre l'augmentation de la taille de la couvée, jusqu'à une moyenne d'environ six œufs par boîte, puis surveillent l'éclosion des poussins. Les œufs sont minuscules, de la taille d'un gros bleuet.

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Les boîtes ici font partie des 300 construites et placées dans et autour de Duluth au cours des trois derniers printemps alors que les scientifiques se préparaient pour une étude sur la façon dont les PFAS (substances per- et polyfluoroalkyles), communément appelées «produits chimiques éternels», ont un impact sur les hirondelles, en particulier avaler la reproduction. (Elles ressemblent à des boîtes à oiseaux bleus, mais sont carrées et toujours placées près de l'eau.)

L'effort est dirigé par Matthew Etterson, un écologiste de recherche au laboratoire de la division de toxicologie et d'écologie des Grands Lacs de l'Agence américaine de protection de l'environnement à Duluth.

"Les boîtes nous permettent de capturer et d'étudier très facilement l'œuf et les nouveau-nés, les poussins, car nous savons exactement où ils se trouvent et pouvons les atteindre facilement", a déclaré Etterson. "Nous n'avons pas besoin d'aller chercher des nids."

Jusqu'à présent, les hirondelles semblent aimer les boîtes - plus de la moitié de ce site étaient occupées et, dans l'ensemble de l'étude, plus d'un tiers sont utilisées. D'autres boîtes sont également placées pour les mésanges et les troglodytes.

Quelques œufs de chaque boîte sont transmis à Mike Thiel et Alex Lowery, également chercheurs de l'UMD, qui utilisent un respiromètre pour déterminer le taux métabolique de l'oiseau en croissance à l'intérieur de l'œuf "pour voir à quel point il se développe", a noté Thiel.

Les chercheurs ont déclaré qu'ils pouvaient remettre les œufs dans le nid pour qu'ils éclosent sans que la mère ne les rejette, tant qu'ils ne sortent pas tous les œufs du nid en même temps.

Les poussins vivants sont également étudiés pour voir combien de PFAS ils ont déjà accumulés, soit hérités de leurs parents, soit des insectes dont ils sont nourris presque constamment. Ce sont des espèces d'insectes susceptibles d'avoir éclos des sédiments ou de l'eau, où les PFAS sont susceptibles de s'accumuler dans l'environnement. Et parce que les hirondelles bicolores chassent près de leur nid, à quelques centaines de mètres, généralement, il est clair que la source de tout contaminant est locale.

Après 12 jours dans l'œuf et 12 autres jours dans le nid, les poussins s'envolent et s'envolent, tout comme les adultes, se dispersant à travers la région dans leur chasse sans fin aux insectes avant de repartir vers le sud en août ou septembre, beaucoup retournant à la côte du golfe.

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"Et puis nous terminons ce travail sur le terrain jusqu'au printemps prochain", a déclaré Etterson.

Parce que les hirondelles mangent des insectes susceptibles d'éclore là où les PFAS sont susceptibles d'apparaître, à savoir dans l'eau ou les sédiments, elles sont le canari dans la mine de charbon pour les PFAS pour d'autres espèces.

Les hirondelles ont diminué dans leur aire de répartition au cours des dernières décennies, d'environ 30 à 50 % selon certaines estimations, mais elles sont encore suffisamment nombreuses pour être répandues sur tout le continent.

En plus de Boulder Lake, vous avez peut-être vu les nichoirs d'hirondelles bicolores à d'autres endroits autour de Duluth :

"Nous essayons de comprendre l'impact des produits chimiques PFAS sur les hirondelles", a déclaré Etterson. « Y sont-ils exposés – et nous savons déjà qu'ils le sont, au moins à un certain niveau – et sont-ils exposés à des niveaux suffisamment élevés pour causer des problèmes ? Probablement des problèmes de reproduction indésirables.

Une étude menée à proximité des installations de production de PFAS de 3M dans l'est des villes jumelles a révélé des problèmes indésirables, une reproduction sensiblement plus faible chez les hirondelles présentant des niveaux élevés de PFAS. Mais une autre étude dans le Michigan à proximité d'un site militaire fortement pollué par les PFAS ne l'a pas fait.

Une partie du problème est qu'il existe plus de 9 000 composés de la famille PFAS différents - aucun d'entre eux ne se trouve naturellement sur Terre - et on ne sait pas lesquels, ou quelles combinaisons, peuvent avoir le plus d'impact sur les organismes vivants.

L'étude est financée par le département américain de la Défense dans le cadre de l'effort massif et continu pour trouver et, éventuellement, nettoyer la contamination par les PFAS sur des centaines de bases militaires actuelles et anciennes à travers les États-Unis où de la mousse anti-incendie chargée de PFAS a été utilisée, y compris le Base aérienne de Duluth.

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Le groupe de travail sur l'environnement a publié en février un rapport avec une carte interactive qui utilisait des données de recherche publiées pour montrer que les PFAS sont beaucoup plus courants qu'on ne le pensait auparavant, non seulement chez quelques espèces à proximité des bases militaires et des usines de fabrication, mais chez des centaines d'espèces à travers la planète, même dans les régions éloignées. On ne sait pas comment les PFAS se propagent si loin et largement.

Le groupe affirme que la contamination des poissons d'eau douce par les PFAS pose non seulement des risques pour la santé des poissons, mais crée également des problèmes de justice environnementale pour les communautés qui dépendent de ces poissons pour leur alimentation, car elles sont exposées aux PFAS lorsqu'elles consomment le poisson. Le groupe a comparé la consommation d'un seul poisson d'eau douce contaminé par le PFAS par mois pourrait être l'équivalent de boire un verre d'eau avec des niveaux très élevés de PFOS (acide perfluorooctane sulfonique) ou d'autres "produits chimiques pour toujours".

De retour à Duluth, les résultats de la recherche sur les hirondelles jusqu'à présent ont été conformes aux attentes. Les niveaux de PFAS les plus élevés sont arrivés dans et près de la base aérienne de Duluth, avec des niveaux de 50 à 150 parties par billion et même plus chez quelques oiseaux. Les PFAS ont été trouvés à des niveaux plus "de fond" - probablement un peu partout - parmi les hirondelles de Boulder Lake, moins de 10 parties par billion. Les hirondelles à Boy Scout Landing ont jusqu'à présent été au milieu, allant de 10 à 20 parties par billion.

Etterson a noté que ces résultats sont préliminaires, l'étude étant financée jusqu'en 2026.

C'est le dernier d'un effort mondial apparemment sans fin pour découvrir où se trouvent les PFAS et ce qu'ils font aux créatures vivantes, grandes et petites. Le gouvernement américain dit maintenant que la substance, en quantités variables, se trouve à l'intérieur de tous nos corps, la plupart de nos approvisionnements en eau potable et même le poisson que nous attrapons et mangeons. Des PFAS ont été trouvés chez des ours polaires dans l'Arctique, des dauphins en mer, des éperlans dans le lac Supérieur et oui, chez des hirondelles capturées et étudiées dans la région de Duluth.

Les effets de l'exposition aux PFAS sur les humains restent un sujet de débat, en particulier autour des liens de causalité entre l'exposition et une moins bonne santé humaine. Mais les experts disent qu'il existe des associations selon lesquelles même de faibles niveaux de PFAS peuvent entraîner un faible poids fœtal, une réponse immunitaire altérée, des anomalies de la fonction thyroïdienne, l'obésité, une augmentation des taux de lipides et de la fonction hépatique et une réponse vaccinale altérée.

Il peut avoir certains des mêmes effets sur les oiseaux et les animaux.

"Combien est trop pour les hirondelles? Nous ne savons vraiment pas encore", a déclaré Etterson à propos de l'exposition au PFAS.

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"Si nous trouvons des PFAS élevés et des problèmes de reproduction sur la base aérienne et ses environs, nous ferons également preuve de diligence raisonnable pour essayer d'exclure tout autre agent causal potentiel, notamment les contaminants hérités qui peuvent également causer des problèmes de reproduction pour les oiseaux, tels que les PCB, les dioxines. et les organochlorés », a-t-il déclaré.

Si les chercheurs peuvent exclure ces causes potentielles supplémentaires, ils mèneront une étude de dosage qui exposera intentionnellement les hirondelles à différents niveaux de PFAS et verra ce qui se passe.

"Si nous ne voyons aucun problème dans l'étude de dosage, cela suggérera que tout problème qui se produit peut être causé par autre chose que l'exposition au PFAS", a déclaré Etterson. "Si nous observons des problèmes chez les oiseaux dosés à des concentrations similaires aux expositions sur le terrain, alors ce sera une preuve corroborante assez solide que les PFAS sont un problème."

Pour voir à quel point le problème du PFAS pourrait être répandu parmi d'autres créatures vivantes, l'étude se penche également sur les mésanges et les troglodytes domestiques.

"Nous pensons que l'exposition des oiseaux au PFAS se produit principalement par l'alimentation, bien qu'il existe des preuves dans la littérature scientifique que l'eau potable peut également être une voie d'exposition", a ajouté Etterson.

On espère que les oiseaux et l'analyse ADN de leur caca aideront à créer "des modèles mathématiques du mouvement des PFAS de l'eau, du sol et des sédiments vers les insectes, et finalement vers les oiseaux".

Les PFAS sont un grand groupe de produits chimiques fabriqués par l'homme qui sont utilisés dans l'industrie et les produits de consommation dans le monde entier depuis les années 1940. Il s'agit d'une classe de composés antiadhésifs, imperméables et résistants aux taches utilisés dans les produits de consommation et les applications industrielles. Les plus connus sont le PFOA (acide perfluorooctanoïque), anciennement utilisé pour fabriquer le téflon de DuPont, et le PFOS, anciennement dans le Scotchgard de 3M, mais également largement utilisé dans la mousse anti-incendie des avions et d'autres utilisations industrielles.

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La contamination par les PFAS peut se trouver dans l'eau potable, les aliments, la poussière intérieure, certains produits de consommation et les lieux de travail. La plupart des expositions non professionnelles se produisent en buvant de l'eau contaminée ou en mangeant des aliments contenant des PFAS. Bien que certains types de PFAS ne soient plus utilisés, certains produits peuvent encore contenir des PFAS :

Les PFAS sont présents à de faibles niveaux dans certains produits alimentaires et dans l'environnement (air, eau, sol, etc.), vous ne pouvez donc probablement pas empêcher complètement l'exposition aux PFAS. Cependant, si vous vivez à proximité de sources connues de contamination par les PFAS, vous pouvez prendre des mesures pour réduire votre risque d'exposition :

Certaines études scientifiques suggèrent que certains PFAS peuvent affecter différents systèmes du corps. Selon les Centers for Disease Control and Prevention, des recherches impliquant des humains suggèrent que des niveaux élevés de certains PFAS peuvent entraîner ce qui suit :

Le ministère des Ressources naturelles du Wisconsin a trouvé des niveaux élevés de PFAS dans l'éperlan capturé le long de la rive sud du lac Supérieur et en 2021 a émis un avis pour que les gens limitent les repas d'éperlan à un par mois en raison de la toxicité du PFAS. Le ministère de la Santé du Minnesota a adopté le même avis.

Des avis de PFAS ont également été émis pour la truite dans le ruisseau Miller à Duluth et la marigane, le crapet-soleil, le doré jaune et le brochet dans le réservoir du lac Wild Rice, juste au nord de Duluth.

En octobre 2018, le ministère de la Santé et des Services sociaux du Michigan a émis un avis de «ne pas manger» pour les cerfs capturés à moins de 5 miles de la base aérienne de Wurtsmith, un site dans l'est du bas Michigan avec un sol et des eaux souterraines contaminés par des PFAS.

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Le DNR du Wisconsin et le ministère des Services de santé ont émis un avis de « ne pas manger » pour les foies de cerf de tout cerf récolté à moins de 5 miles du JCI/Tyco Fire Technology Center à Marinette. Les cerfs échantillonnés dans cette zone avaient des niveaux élevés de PFAS dans leur foie.

Au Minnesota, le Minnesota DNR a soumis des cerfs abattus par des chasseurs pour qu'ils soient testés pour le PFAS. L'agence a trouvé du PFAS dans tous les cerfs échantillonnés, mais pas encore à des niveaux suffisamment élevés pour émettre un avis de santé humaine.

Cette histoire a été mise à jour à 14 heures le samedi 3 juin 2023, pour corriger l'orthographe du nom d'Alex Lowery et mettre à jour le nombre de composés désormais considérés comme faisant partie de la famille de produits chimiques PFAS. Il a été initialement publié à 6 heures du matin le 3 juin 2023.

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