气候变化将推高汞含量在食物链中

从沿海海域被回归线到喜马拉雅山脉水系、气候变化带来新的威胁。不仅仅是海平面上升和极端天气,但也更微妙的危险。增加温度影响大气、土壤和海洋化学反应和可能导致惊人的连锁效应。在某些情况下,我们可能会认为我们的问题开始,可能会回来困扰着我们。

海洋的汞污染是其中的一个威胁。证据是开始出现混乱,受到气候变化的威胁将会看到水星,我们认为是安全锁重新进入生态系统。所以当地区可能掌握汞污染和大幅削减排放,有毒遗产仍有可能潜伏在土壤、江河流域和冰川。和现在这个汞可以被释放的威胁增加极端天气事件预测本世纪。

一段不堪回首的过去

汞中毒的最灾难性的事件发生在工业废水含有甲基汞被排到水俣湾,日本,在20世纪中期。甲基汞的生物蓄积在鱼类和贝类,当地人口的主食,导致成千上万的人从水俣市和周围的渔村遭受着严重的神经损伤,在许多情况下,死亡。

当水星进入水生系统,微生物可以将无机汞转化为甲基汞,高机动性和危险的毒素。甲基汞可以移动了食物链,最终收集在高浓度鱼,海洋哺乳动物,甚至人类,这正是发生在水俣病。

2013年,一个全球条约命名的水俣病事件是由来自140个国家的代表签署,其目的是保护人民和环境通过控制人为释放的汞。这将通过逐步淘汰使用的产品,如电池、温度计和化妆品禁止新的汞矿业。

今天,小规模的黄金开采和煤炭的燃烧是人为汞排放的最大来源在1970年代达到顶峰。虽然越来越有效的空气污染控制和走向未来可再生能源预计将减少排放,气候变化可能仍然阻碍努力降低人类接触。

气候变化影响远程传输的汞通过改变风向,降水率,洋流,极地冰盖和高山冰川融化,极端事件的发生频率较高,生物运输,”解释道Kyrre Sundseth,研究了全球汞排放而在NILU-Norwegian空气研究所工作。目前还不可能说这将如何影响人类暴露在全球范围内的风险。然而,一些最近的研究强调了气候变化的方式可以提高水平的甲基汞在水生生态系统,和为社区创造新的危险取决于钓鱼。

如履薄冰

汞的生物富集的关键因素在海洋生物物种的重金属有多少进入水生系统。Qianggong张青藏高原研究所的研究,中国,带领的一组研究人员进行调查喜马拉雅冰川融化的汞运输的作用。与严寒海拔近6000米,张的考察收集的样本雪和水Zhadang冰川和Qugaqie流域,在一段时间内的三个星期。¹

“我们发现水星的冰川河流表现出明显的昼夜变化。这是与相关联的冰川融化,”张先生说。的汞在喜马拉雅山冰川沉积以来人为排放后工业时代的开始。气温升高意味着更多的水星现在被释放在融水,使进入喜马拉雅河流系统,一些世界上最大的河流,包括恒河,长江和黄河。

青藏高原的冰川和其他山区大多后退加速率,”张先生说。冰川融化的角色在出口水银在未来可能会增强。“张还指出,除了动员直接释放汞的融水,融水的流动还可以从另一个来源——释放汞的水力侵蚀基岩。这种情况是非常不幸的在青藏高原,因为汞积累在湖的食物链系统是非常有效的,”他补充道。

遇到问题

另一项研究发现,增加水平的陆地水径流造成气温升高和降水率,不仅可以提高数量的汞进入一些湖泊和沿海海洋环境中,但可以实际上整个海洋食物网的结构改变。²反过来,这可能导致更高浓度的甲基汞积累掠夺性的有机体。

我们表明增加腐殖质丰富的有机质的输入从土地到沿海海域——气候变化导致的——可以提高甲基汞在浮游生物,因为可以提高甲基汞的鱼,从而也暴露于人类,”解释道埃里克·比约恩瑞典于默奥大学的,他是这项研究的领导者。

比约恩的团队监控甲基汞形成和生物体内积累在水生态系统模拟模型增加地面径流的沿海地区Bothnian瑞典和芬兰之间的海洋。这种腐殖质丰富的有机质的输入从土地的颜色水布朗在某种程度上。人们经常能看到在溪流和小河暴雨,水变褐色,比约恩说。”,当这一切发生的时候,太阳能光渗透在水中浮游植物产量减少,这又减少了。相反,它可以有利于细菌的生长,当然不需要阳光,可以使用腐殖质丰富的有机物质作为一种能源,”他补充道。

食物网基于细菌往往比基于浮游植物和更为复杂,因此,有更大的潜在生物的甲基汞积累。甲基汞是丰富了大约10倍在每个营养级,所以水平,步骤越多,食肉生物甲基汞浓度越高,“Bjorn解释道。当它达到了浮游动物阶段生态系统的食物链模型,甲基汞浓度增加七倍,模拟径流增加15 - 30%。

一个错综复杂的网络

说,这是一个非常有趣的研究詹姆斯Willacker来自美国地质调查局在俄勒冈州的森林和草地生态系统科学中心。食物网结构的研究,以及它如何影响汞积累的一个重要方面是了解汞浓度达到水平的潜在关注鱼类、野生动物和人类。然而,观察细菌在食物网的作用是小说据我所知,可能提供重要的见解汞积累的可变性不同食物网。

Willacker的研究侧重于污染物在生物体内的海洋生态系统。他和他的同事最近分析了碳、氮和硫同位素在从旧金山湾河口鱼类调查可能影响甲基汞暴露的过程。³团队想要找出在鱼汞含量是否影响更多类型的猎物,在食物链,或环境条件的差异导致的微生物生产生物甲基汞。

的汞暴露是复杂的,即使在这个河口过程驱动接触可以改变在网站和栖息地,“Willacker指出。“在许多情况下,我们发现汞暴露的变化主要是由于环境条件驾驶甲基汞的创建。在其他情况下,不同的鱼喂食和食物网也重要。

气候变化将明显有不同在不同的地理区域对汞迁移的影响。比约恩指出,尽管他的团队的研究集中在一个区域在北半球的北部降水预计增加,其他地方会看到大量降雨的减少。例如,地中海地区预计将有大幅减少径流,”他说。与此同时其他研究分析如何气候引发的河流流量变化、冻土融化可能会影响交付的大量的汞北冰洋。⁴

“当然未来气候的发展具有不确定性和气候科学家正在与一个不同的场景。在我们的实验我们已经基本上使用一个有机物的添加水平,所以我们想扩大这个范围内更好地预测的影响不同的气候情况,比约恩说。”,第二步是我们想要更好地了解哪些地理区域,哪些类型的生态系统将最容易受到这些影响。

Sundseth重申这一说法称,新的方法和模型将需要被开发来提高我们对未来的了解汞排放和交通,尤其是在气候变化的背景下。这些知识应该进一步分析改善目前的环境法规和可能的定义新的立法,”他说。“汞含量继续增加在世界的一些地区。调查人类暴露于汞在某些特定的地理区域(如北极气候变化可能存在一个机会来洞察变化,可能后来影响人口在世界的其他地区。“这些研究将在通知关键的选择最有效的减少排放和接触措施在未来。

更正:Kyrre Sundseth的归属是2017年7月11日更新。