Det er en solrik dag, og Vancouver sentrum av Eastside-området surrer. Pendlere pendler, leveringsbiler leverer, butikkeiere handler. Og i en halv mål stor hage omgitt av fire travle gater, er også byens minste arbeidere opptatt.
De er bier, plassert her av ideelle organisasjoner Hives for Humanity, en gruppe som har som mål å bygge fellesskap gjennom birøkt. Men biene gjør mer enn å lage honning og legge til rette for vennskap. De overvåker også det nærliggende området for forurensning, med litt hjelp fra Pacific Center for Isotopic and Geochemical Research lab ved University of British Columbia.
Der analyserer laboratoriesjef Dominique Weis og hennes team honningen som ble laget av biene for å finne ut hva som er i den.
"Honning er en representasjon av [forurensning] -kilder i et hyperlokalt miljø, " sier Kate Smith, en doktorgradsstudent på Weiss laboratorium. "Bier drikker vann. De lander på jorden. De plukker opp pollen." Og selvfølgelig drikker de nektar og lager honning.
Prosjektet startet for tre år siden da grunnleggeren av Hives for Humanity spurte Weis om hun kunne fortelle om honningen biene hans lager var trygg å spise. "Fordi hun ble gjort narr av" for å lokalisere elveblest i et fattig urbant nabolag i stedet for et mer uberørt, landlig miljø. Julia Common, medstifter av Hives for Humanity sammen med datteren, sier at "folk fleipet med å finne heroin i honningen." Det var bare en grusom spøk, sier Common, "men det fikk meg til å tenke" om det kan være noe annet farlig i honningen, for eksempel bly fra eksos fra bil og lastebil. Hun ble introdusert for Weis og prosjektet tok fart.
Weis, Smith og teamet hennes, med hjelp fra Hives for Humanity, tok prøver av rundt 30 elveblest til pilotprosjektet. Apiarists bruker trekaffe-rører for å skvise litt honning i en ferdig rengjort beholder. De kan ikke bruke noe metall, fordi metall kan forurense prøven.
En apiarist bruker en treskaffe-rører for å smake honning fra en ramme i en bikube på Hastings Urban Farm. (Høflighet K. Smith) Weis, en geokjemiker som normalt studerer vulkaner på Hawaii, fant ut hvordan man konverterer honningen til en løsning som kan analyseres. For å gjøre dette, må honningen løses opp i en løsning og deretter varmes opp til 7000 Kelvin - varmere enn solens overflate. Deretter kan det analyseres med et massespektrometer, som måler spormengder av elementer, som bly, kadmium eller sink.
Bier har blitt brukt som forurensningsskjermer i flere tiår. I sin enkleste form er de ganske enkelt en kanari i en kullgruve: Hvis en bikube er syk eller biene dør, er det sannsynligvis en slags forurensning i nærheten. De siste årene har overvåking-for-bi blitt mer sofistikert. Bikuppen trenger ikke å lide eller dø for å gi verdifull informasjon.
Siden bier besøker tusenvis av blomster på en enkelt dag, vanligvis i en stram radius på opptil to mil rundt bikuben, dekker de begge mange bakker billig, samt gir en svært lokal monitor. Man må ganske enkelt slå en bikube, høste honningen og sende den til et batteri med tester for å vite nøyaktig hva som er i miljøet. Gjennom årene har bier, honning og voks blitt testet for fluor, bly, sink, nikkel og kalium; mer kompliserte molekyler som naftalen (en giftig forbindelse avledet fra kulltjære, og også hovedingrediensen i møllkuler); til og med radioaktive forbindelser som cesium, tritium og plutonium.
For det meste gjør biene en god jobb med å oppdage kjemikalier. Så lenge du vet "noe om hva slags stoffer som blir sett etter", sier Gene E. Robinson, direktør for Carl R. Woese Institute for Genomic Biology og Illinois Bee Research Facility, begge ved University of Illinois, " forutsetningen er veldig bra. ”
“Hva er kjemien? Hvordan kan [stoffene] samhandle med ... miljøet du ser på? ”Spør han. For eksempel er bivoks en lipid, og mange giftige kjemikalier er lipofile, noe som betyr at de trekkes mot lipider. Et eksperiment kan dukke opp veldig lite av et giftig stoff i honning, selv om det er til stede i voksen, hvis eksperimentøren ikke vet å også teste voks. Likevel, legger Robinson til, kan teknikken "være veldig nyttig for å forstørre spormengder av stoffer som [bier] møter."
Noen ganger viser bi-monitorer forvirrende resultater: I en tre-årig studie ved Los Alamos National Laboratory fra 1994 til 1996 viste bier som ble plassert i elveblest rundt en radioaktivt avfallslagunen kjent for å inneholde seks radioaktive forbindelser, konsistente tegn på forurensning fra fire. De to andre, tritium og natrium-22, "var alle vesentlig forskjellige fra hverandre" i hver av elveblestene, muligens fordi biene metaboliserer disse elementene på en annen måte enn de andre, skrev studieforfatter Tim Haarmann i et bokkapittel fra 2002 som oppsummerte resultatene . Likevel konkluderte Haarmann at "honningbier er riktignok gode indikatorer på radionuklidforurensning når den er til stede i miljøet." Å bruke disse dataene til noe mer spesifikt, som å spore endringer i mengden stråling over tid, eller finne en spesifikk strålingskilde, forblir en utfordring.
Siden 2006 har bier sporet luftforurensning ved Tysklands Frankfurt lufthavn, den fjerde travleste flyplassen i Europa, og en med en ny terminal som er under bygging.
"Mange er imot ideen om at flyplassen i Frankfurt blir større, " sier Bernd Grunewald, direktør ved Bee Research Institute ved University of Frankfurt. "[Flytrafikken] skaper mange problemer for folk som bor i nabolaget til flyplassen." Elveblestene på flyplassen var ment å spore om luftforurensning fra jetmotorene - for ikke å nevne alle bagasjetraktorene, avisningsbilene og så videre - kunne påvirke menneskers helse.
Etter 11 års studier har teamet data om 16 kjemikalier, kjent som polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH), i honning, pollen og i mose. Disse PAH-ene kommer mest fra å brenne fossilt brensel, spesielt ved lave temperaturer (som når en jetmotor bare varmer opp). Grunewalds team valgte disse 16 fordi den amerikanske EPA anser dem som "prioriterte forurensende stoffer", noe som betyr at de er regulert, og de er sterkt studert. De er også alle antatt å være giftige for menneskers helse i store nok mengder.
Overraskende fant teamet tilstedeværelsen av PAH-er i honningen på flyplassen. Men de fant også nesten identiske mengder PAH på deres kontrollsted, et uberørt område i Taunus-fjellkjeden nord for byen.
I det minste når det gjelder PAH-er, "flyplassen er like forurenset eller forurenset ... som den antatte rene bigården, " sier Grunewald.
Enten betyr det at Tysklands jetmotorer er bemerkelsesverdig rene, eller at PAH-er er bemerkelsesverdig vedvarende. Den sistnevnte forklaringen stemmer godt overens med en studie fra 2009 fra italienske forskere som fant PAH-er i honning og bier fra elveblest nær Romas flyplass i Ciampino samt elveblest i et naturreservat. Disse resultatene "styrker antakelsen om at PAH-er viser en bred fordeling i miljøet, " skrev forfatterne. Med andre ord, kanskje denne forurensningen er bare overalt.
Vanlig, grunnleggeren av Hives for Humanity, mener faktisk at bybier kan ha et bedre kosthold enn landlige bier - det er færre plantevernmidler og soppdrepende stoffer som brukes i en by enn i et landbruksområde, og urbane bier har et bredt spekter av blomster å nippe til fra, sammenlignet med landbruksbier som kanskje bare vil besøke en avlingstype.
Det neste trinnet i alle disse eksperimentene er å bli mer spesifikk. Hvis forskere ikke bare kan bestemme om miljøgifter er til stede i miljøet, men faktisk sporer konsentrasjonen over tid eller sporer dem til kilden, vil det være en stor fordel. Og det er hva UBC-forskerne håper å gjøre.
"Alt på jorden har et unikt isotopisk fingeravtrykk, " sier Weis. "Bly fra forbrenning av blyholdig bensin har en unik isotopisk signatur. Bly fra malingsflis har en unik isotopisk signatur." Noen av elveblestene de studerer er nær Port of Vancouver, som var den tredje travleste havnen i Nord-Amerika fra 2015, statistikken for det siste året var tilgjengelig. Vises luftforurensning fra havnen i honningen? Ved å merke de isotopiske underskriftene til alle mulige forurensningskilder - et prosjekt som vil ta år - kan disse kildene deretter pekes inne i honningen, gir Vancouverites en bedre ide om hvor forurensning kan komme fra, og hvordan de kan tømme luften.
Og når det gjelder det opprinnelige spørsmålet som startet Weis på studiet av honning? Det er trygt. "Vi snakker om titalls deler per milliard [bly], i high end, " sier Weis. "Så langt forbruket går, er det ingen grunn til alarm, instrumentene våre er bare veldig, veldig følsomme."
