Skąd bierze się duże zanieczyszczenie rtęcią w arktycznej tundrze

Gdyby trzeba było wybrać region Ziemi, którzy może być wolny od zanieczyszczeń powodowanych przez człowieka, arktyczna tundra – rozległy północny ekosystem otaczający Ocean Arktyczny – mogłaby wydawać się dobrym punktem wyjścia. A jednak obszar ten jest skażony toksyczną rtęcią, która przedostaje się z gleb do rzek, a dalej do Oceanu Arktycznego, zanieczyszczając organizmy morskie, od których zależy byt miejscowej ludności.

Zrozumieć obieg rtęci

Kraje rozwijające się i uprzemysłowione emitują rocznie do atmosfery około 2000 ton rtęci. Emitowana jest rtęć w różnych postaciach, na przykład rtęć utleniona – Hg(II) – czy gazowa rtęć pierwiastkowa – Hg(0). Ta pierwsza zwykle utrzymuje się blisko źródła emisji, natomiast druga może rozprzestrzeniać się po całej planecie.

Naukowcy badający to zjawisko, przy wsparciu unijnego projektu MEROXRE, opisali w zeszłym roku na łamach czasopisma „Nature”, w jaki sposób zbierają całoroczne dane, korzystając z laboratorium założonego w tundrze. Dzięki mierzeniu stężenia rtęci i prowadzeniu analiz chemicznych uczonym udało się ustalić, że Hg(0) stanowi 70%, a Hg(II) mniej niż jedną trzecią rtęci występującej w glebie tundry.

Naukowcy byli zaskoczeni, że na Arktyce znajduje się tak dużo Hg(0). Profesor Daniel Obrist, jeden z autorów badania, zauważył na łamach „The Conversation”, że w bardziej słonecznych i cieplejszych miejscach Hg(0) zwykle wywołuje reakcje chemiczne, powodujące odpychanie Hg(0).

Badacze sugerują, że duża część rtęci jest pochłaniana z atmosfery przez liście roślinności tundry, podobnie jak dwutlenek węgla, podczas krótkiego okresu wegetacji, gdy śnieg topnieje. Ponieważ rośliny są potem ponownie pokryte śniegiem przez wiele miesięcy, rtęć jest magazynowana w glebie i chroniona przed światłem słonecznym i ciepłem, które mogłyby wywoływać reakcje chemiczne uwalniające pierwiastek ponownie do atmosfery.

Kiedy rośliny zrzucają liście lub obumierają, rtęć osadza się bezpośrednio w glebie, co tłumaczy, dlaczego spływ wód z gleby tundry do Oceanu Arktycznego odpowiada za od połowy do dwóch trzecich rtęci znajdującej się w tym akwenie. W oceanie rtęć może być przekształcana w organiczną metylortęć, która jest wysoce toksyczna i może przedostawać się do wodnego łańcucha pokarmowego.

Wyjątkowy wkład finansowanego przez UE projektu MEROXRE polegał na pomiarze stabilnych izotopów rtęci, przy pomocy techniki, która umożliwiła zidentyfikowanie różnych źródeł rtęci w atmosferze, pokrywie śnieżnej, roślinności i glebach. Pomiary te potwierdziły również dominację Hg(0), co sugeruje, że arktyczna tundra może być przypuszczalnie istotnym pochłaniaczem rtęci.

Ustalenia zespołu podważyły w dużej mierze teorie, zgodnie z którymi zanieczyszczenie rtęcią związane jest z opadami deszczu i śniegu lub z wywołanym przez sól morską obiegiem chemicznym rtęci w arktycznej tundrze.

Unikanie czynników wywołujących zmianę klimatu

Wysokie stężenie rtęci w Arktyce stwierdzono w organizmach bieługi arktycznej, niedźwiedzi polarnych, fok, ryb oraz orłów i innych ptaków. W ten sposób wywiera ono wpływ na ludzi, szczególnie Inuitów, dla których źródłem pożywienia jest tradycyjne myślistwo i rybołówstwo. Wiadomo, że długotrwałe narażenie na duże ilości rtęci może powodować schorzenia neurologiczne i choroby układu krążenia.

Choć badania potencjalnego wpływu zmian klimatycznych wykraczały poza zakres projektu, uczeni podkreślają, że globalne ocieplenie może powodować uwalnianie rtęci zmagazynowanej obecnie w wiecznej zmarzlinie, prowadząc do jeszcze większego skażenia wód arktycznych. Jak tłumaczy prof. Obrist, potrzebne są dalsze prace, aby dokładniej zrozumieć pochłanianie Hg(0) przez rośliny i glebę, tak by pomóc organom regulacyjnym, prawodawcom i inicjatywom takim jak Konwencja z Minamaty w ograniczeniu zagrożeń.

Więcej informacji:
strona projektu w serwisie CORDIS