Ia adalah hari yang cerah, dan kejiranan Downtown Eastside Vancouver berdengung. Penumpang adalah pengembara, trak penghantaran sedang dihantar, penjaga kedai adalah penjual. Dan di taman setengah ekar yang dikelilingi oleh empat jalan yang sibuk, pekerja terkecil di bandar sibuk juga.
Mereka lebah, diletakkan di sini oleh Hives for Humanity bukan keuntungan, sebuah kumpulan yang bertujuan untuk membina komuniti melalui pembiakan lebah. Tetapi lebah melakukan lebih daripada membuat madu dan memudahkan persahabatan. Mereka juga memantau kawasan berhampiran untuk pencemaran, dengan sedikit bantuan daripada makmal Pusat Pasifik untuk Isotopik dan Geokimia di Universiti British Columbia.
Di sana, pengarah makmal Dominique Weis dan pasukannya menganalisis madu yang dibuat oleh lebah untuk menentukan apa yang ada di dalamnya.
"Madu adalah perwakilan sumber [pencemaran] dalam persekitaran hyperlocal, " kata Kate Smith, seorang pelajar PhD di makmal Weis. "Lebah minum air, mereka mendarat di tanah, mereka mengambil debunga." Dan, tentu saja, mereka meminum nektar dan membuat madu.
Projek itu bermula tiga tahun yang lalu apabila pengasas Hives for Humanity meminta Weis jika dia dapat mengetahui jika madu lebahnya dibuat selamat untuk dimakan. "Kerana dia sedang disengajakan" untuk menempatkan sarang di kawasan kejiranan yang miskin dan bukannya persekitaran luar bandar yang lebih murni. Julia Common, pengasas bersama Hives for Humanity bersama anak perempuannya, berkata "orang ramai sedang bergurau mencari heroin dalam madu." Itu hanyalah satu jenaka kejam, kata Common, "tetapi ia membuat saya berfikir" sama ada mungkin ada apa-apa lain berbahaya di dalam madu, seperti membawa dari ekzos kereta dan trak. Dia diperkenalkan kepada Weis dan projek itu lepas.
Weis, Smith dan pasukannya, dengan bantuan dari Hives for Humanity, mencontohi kira-kira 30 sarang untuk projek perintis. Apiarists menggunakan pengaduk kopi kayu untuk menghisap sedikit madu ke dalam bekas pra-dibersihkan. Mereka tidak boleh menggunakan apa-apa logam, kerana logam boleh mencemari sampel.
Seorang apiarist menggunakan pengaduk kopi kayu untuk menguji madu dari bingkai di sarang lebah di Hastings Urban Farm. (Courtesy K. Smith) Weis, ahli geokimia yang biasanya meninjau gunung berapi Hawaii, menggambarkan bagaimana mengubah madu menjadi penyelesaian yang dapat dianalisis. Untuk melakukan ini, madu perlu dibubarkan dalam larutan, kemudian dipanaskan hingga 7, 000 Kelvin lebih panas dari permukaan matahari. Kemudian ia boleh dianalisis dengan spektrometer massa, yang mengukur jumlah unsur-unsur surih, seperti plumbum, kadmium atau zink.
Lebah telah digunakan sebagai monitor pencemaran selama beberapa dekad. Dalam bentuk yang paling sederhana, mereka hanya sebuah kanari di dalam lombong arang batu: Jika sarang lebah adalah sakit atau lebahnya mati, mungkin terdapat sejenis pencemaran yang berdekatan. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, pemantauan-oleh-lebah telah mendapat lebih canggih. Hive tidak perlu menderita atau mati untuk memberikan maklumat yang berharga.
Sejak lebah melawat beribu-ribu bunga dalam satu hari, biasanya dalam jejari yang ketat sehingga dua mil di sekeliling sarang mereka, kedua-duanya menutupi banyak tanah dengan murah serta menyediakan monitor yang sangat setempat. Seseorang hanya perlu membuka sarang, menuai madu dan menyerahkannya kepada bateri ujian untuk mengetahui dengan tepat apa yang ada di alam sekitar. Selama bertahun-tahun, lebah, madu dan lilin telah diuji untuk fluorida, plumbum, zink, nikel dan kalium; molekul yang lebih rumit seperti naphthalene (sebatian toksik yang diperoleh daripada tar arang batu, dan juga bahan utama dalam mothballs); sebatian radioaktif seperti cesium, tritium dan plutonium.
Untuk sebahagian besar, lebah melakukan pekerjaan yang baik mengesan bahan kimia. Selagi anda tahu "sesuatu tentang apa jenis bahan yang dicari, " kata Gene E. Robinson, pengarah Institut Biologi Genomik Carl R. Woese dan Kemudahan Penyelidikan Bee Illinois, kedua-duanya di University of Illinois, " premis itu sangat baik. "
"Apa itu kimia? Bagaimana mungkin [bahan] berinteraksi dengan ... persekitaran yang anda cari? "Dia bertanya. Sebagai contoh, lebah adalah lipid, dan banyak bahan kimia beracun adalah lipofilik, yang bermaksud mereka tertarik kepada lipid. Eksperimen mungkin akan menghasilkan sedikit bahan toksik dalam madu, walaupun ia ada di dalam lilin, jika penguji itu tidak tahu juga menguji lilin. Namun, Robinson menambah, teknik "boleh sangat berguna untuk membesarkan jumlah bahan yang ditemui [lebah]."
Namun kadang-kadang monitor lebah menghasilkan keputusan yang mengelirukan: Dalam kajian selama tiga tahun di Laboratorium Nasional Los Alamos dari tahun 1994 hingga 1996, lebah yang ditempatkan di sarang di sekitar lagun sisa radioaktif yang diketahui mengandungi enam senyawa radioaktif menunjukkan tanda kontaminasi yang konsisten dari empat. Kedua-dua yang lain, tritium dan natrium-22, "semuanya berbeza dengan satu sama lain" dalam setiap sarang, mungkin kerana lebah memetabolisme unsur-unsur yang berbeza dari yang lain, penulis kajian Tim Haarmann menulis pada bab buku 2002 yang meringkaskan hasilnya . Walau bagaimanapun, Haarmann menyimpulkan bahawa "lebah madu memang penunjuk yang baik pencemaran radionuklida apabila ia hadir di alam sekitar." Menggunakan data itu untuk sesuatu yang lebih spesifik, seperti menjejaki perubahan dalam kuantiti radiasi dari masa ke masa, atau menunjuk sumber radiasi tertentu, tetap menjadi cabaran.
Sejak tahun 2006, lebah telah mengesan pencemaran udara di Lapangan Terbang Jerman, Jerman, lapangan terbang ke-empat paling sibuk di Eropah, dan satu dengan terminal baru yang sedang dalam pembinaan.
"Ramai orang menentang idea bahawa lapangan terbang Frankfurt semakin besar, " kata Bernd Grunewald, pengarah Institut Penyelidikan Bee di Universiti Frankfurt. "[Lalu lintas udara] mencipta banyak masalah bagi orang yang tinggal di kawasan kejiranan lapangan terbang." Para gatal-gatal di lapangan terbang itu bertujuan untuk mengesan sama ada pencemaran udara dari enjin-enjin jet-tidak menyebut semua traktor bagasi, trak de-icing, dan sebagainya-boleh menjejaskan kesihatan manusia.
Setelah 11 tahun belajar, pasukan ini mempunyai taktik data pada 16 bahan kimia, yang dikenali sebagai hidrokarbon aromatik polycyclic (PAHs), dalam madu, debunga dan lumut. PAH ini kebanyakannya berasal daripada pembakaran bahan api fosil, terutamanya pada suhu rendah (seperti ketika enjin jet hanya memanaskan badan). Pasukan Grunewald memilih 16 ini kerana EPA AS menganggap mereka "pencemar keutamaan, " yang bermaksud mereka dikawal selia, dan mereka banyak dikaji. Mereka juga difahamkan menjadi toksik kepada kesihatan manusia dalam kuantiti yang cukup besar.
Tidak mengejutkan, pasukan mendapati kehadiran PAH dalam madu di lapangan terbang. Tetapi mereka juga mendapati jumlah PAH yang hampir sama di tempat kawalan mereka, kawasan yang murni di kawasan pergunungan Taunus di utara bandaraya.
Sekurang-kurangnya ketika datang ke PAHs, "lapangan terbang itu tercemar atau tidak tercemar ... seperti api neraka bersih, " kata Grunewald.
Sama ada itu bermakna enjin jet Jerman sangat bersih, atau bahawa PAHs sangat gigih. Penjelasan yang kedua adalah sejajar dengan kajian 2009 dari saintis Itali yang mendapati PAHs dalam madu dan lebah dari sarang di lapangan terbang Ciampino Rom serta sarang di rizab alam. Keputusan ini "menguatkan anggapan bahawa PAH menunjukkan pengedaran yang luas di alam sekitar, " tulis penulis. Dalam erti kata lain, mungkin pencemaran ini hanya di mana-mana sahaja.
Umumnya, pengasas Hives for Humanity, sebenarnya percaya bahawa lebah perkotaan mungkin mempunyai diet yang lebih baik daripada lebah luar bandar-terdapat racun perosak dan racun kilang yang lebih sedikit yang digunakan di sebuah bandar daripada di kawasan pertanian, dan lebah perkotaan mempunyai pelbagai bunga untuk menghirup, berbanding dengan lebah pertanian yang mungkin hanya dapat melawat satu jenis tanaman.
Langkah seterusnya dalam semua eksperimen ini adalah untuk mendapatkan lebih spesifik. Sekiranya para penyelidik dapat menentukan bukan hanya jika pencemaran hadir dalam persekitaran tetapi sebenarnya menjejaki kepekatan mereka dari masa ke masa atau mengesan mereka ke sumber, itu akan memberi manfaat yang besar. Dan itulah yang diharapkan para saintis UBC lakukan.
"Semuanya di Bumi mempunyai cap jari isotop yang unik, " kata Weis. "Memimpin dari bahan bakar bertenaga yang terbakar mempunyai tanda isotop yang unik Memimpin dari cip cat mempunyai tandatangan isotop yang unik." Beberapa sarang yang mereka pelajari adalah berhampiran Pelabuhan Vancouver, yang merupakan pelabuhan tersibuk ketiga di Amerika Utara pada 2015, perangkaan tahun yang paling terkini boleh didapati.Adakah pencemaran udara dari pelabuhan yang terdapat di dalam madu? Dengan teliti mencatat tandatangan isotop semua sumber pencemaran yang mungkin - satu projek yang akan mengambil masa bertahun-tahun-sumber-sumber tersebut dapat ditunjuk di dalam madu, memberi Vancouverites idea yang lebih baik di mana pencemaran mungkin datang dan bagaimana untuk membersihkan udara mereka.
Dan adakah persoalan asal yang bermula dari Weis ke jalan belajar madu? Ia selamat. "Kami bercakap mengenai puluhan bahagian per bilion [plumbum], pada tahap tinggi, " kata Weis. "Setakat penggunaan, tidak ada sebab untuk penggera, instrumen kami hanya sangat, sangat sensitif."
