https://frosthead.com

Tajemnica na morzu

W Stanach Zjednoczonych i wielu miejscach na świecie ludzie pobierają większość rtęci z ryb oceanicznych - zwłaszcza tuńczyka. Ryby mają pewne zalety zdrowotne, ale zbyt duże spożycie rtęci może powodować wady rozwojowe u małych dzieci. Naukowcy rozumieją, w jaki sposób rtęć przedostaje się do gatunków słodkowodnych, ale ponieważ oceany są o wiele większe i głębsze, nie są pewni, czy proces jest taki sam.

Tę niepewność podkreślono w maju 2006 r., Kiedy Sąd Najwyższy w San Francisco orzekł, że firmy produkujące tuńczyka nie muszą umieszczać ostrzeżeń o rtęci na puszkach. W dużej mierze decyzja zależała od tego, czy rtęć znajdująca się w rybach oceanicznych pochodzi z przemysłu sztucznego, takiego jak fabryki węglowe emitujące gaz, czy z naturalnego miejsca, takiego jak dno morskie. W opinii sądu dwie rzeczy były jasne: nikt tak naprawdę nie wie, gdzie ryby oceaniczne zawierają rtęć. A niewiele wiadomo, że nie pochodzi z zanieczyszczenia człowieka.

„Jednym z głównych pytań jest to, skąd pochodzi rtęć w tuńczyku i rybach oceanicznych? Bo to stąd większość ludzi otrzymuje rtęć” - mówi starsza naukowiec Cynthia Gilmour z Smithsonian Environmental Research Center w Edgewater w stanie Maryland. To wielkie pytanie ma poważne konsekwencje dla zdrowia publicznego. Jeśli rtęć w rybach pochodzi głównie z atmosfery, przepisy dotyczące emisji i inne wysiłki mogą z czasem uczynić ryby bezpieczniejszymi do jedzenia. Jeśli jednak ryby oceaniczne pobierają rtęć ze środowiska naturalnego, jedyną wpływową opcją może być edukowanie kobiet na temat wpływu rtęci na zdrowie nienarodzonych i małych dzieci. „To bardzo ważne, aby o tym wiedzieć” - mówi Gilmour - „a my nie wiemy”.

Nie dzieje się tak w przypadku źródeł słodkiej wody, gdzie proces jest dobrze zbadany. Deszcz zmywa rtęć z powietrza na rzeki, jeziora i zlewnie. Mikroorganizmy przekształcają go w szkodliwą formę, metylortęć. Małe ryby zjadają drobnoustroje, duże ryby - małe ryby, a ostatecznie toksyny lądują w kuchni. Ten łańcuch wydarzeń może się zdarzyć szybko. W badaniach opublikowanych online w zeszłym tygodniu w Proceedings of National Academy of Sciences, Gilmour i jej koledzy odkryli, że rtęć pojawiła się w rybach jeziornych już dwa miesiące po wylądowaniu na powierzchni wody. Według niektórych szacunków ilość rtęci emitowanej do atmosfery potroiła się w ciągu ostatniego stulecia działalności przemysłowej. W rezultacie większość naukowców twierdzi z przekonaniem, że zmniejszenie emisji rtęci spowodowanej przez człowieka z czasem sprawi, że ryby z niektórych jezior i rzek staną się bezpieczniejsze.

Jednak w oceanach naukowcy nie są pewni, czy rtęć podąża tą ścieżką. Wysoki koszt statków badawczych i rozmiar morza sprawiają, że gromadzenie danych morskich jest procesem długotrwałym. Ponadto wiele prac nad rtęcią oceaniczną wykonanych przed około 1980 r. Jest potencjalnie zepsutych przez skażone instrumenty. „Nie mamy zbyt wielu danych na temat oceanu. Jest zaskakująco rzadki” - mówi biogeochemik William Fitzgerald z University of Connecticut. Ale w ciągu ostatniej dekady naukowcy podjęli wysiłki, aby wypełnić tę pustkę w zrozumieniu. Mówi, że praca „wreszcie przechodzi szeroko”.

W rezultacie naukowcy dopiero zaczynają układać duży obraz. Generalnie zgadzają się, że trzy miejsca produkują metylortęć: otwory wentylacyjne na dnie oceanu, obszary przybrzeżne i słupy wodne w pobliżu powierzchni. Vent rtęć, prawdopodobnie tysiące lat, byłaby produkowana niezależnie od działalności człowieka. Metylortęć z wybrzeża lub powierzchni prawdopodobnie będzie jednak wynikiem zanieczyszczenia przemysłowego. Proporcjonalny wpływ każdej alei jest znacznie mniej wyraźny.

„W tej chwili powiedziałbym, że nikt nie znalazł źródła metylortęci w oceanie, która z łatwością mogłaby wyjaśnić to, co znajdujemy w kategoriach metylortęci w otwartych rybach oceanicznych” - mówi geochemik François Morel z Princeton University. „Trudno było ustalić, skąd pochodzi, dokąd zmierza. Teraz zaczynamy rozumieć”.

W 2003 r. Morel i niektórzy koledzy zmierzyli poziomy rtęci tuńczyka żółtopłetwego złowionego w pobliżu Hawajów w 1998 r. I porównali je z pomiarami wykonanymi przez innych badaczy z tuńczyka złowionego w 1971 r. Rtęć pochodząca z emisji przemysłowych osiadłaby w pobliżu powierzchni, więc jeśli właśnie tam jest metylortęć w oceanie sugeruje się, że ryby są produkowane, a następnie ryby z 1998 r. powinny mieć zauważalnie wyższe ilości rtęci. Zamiast tego grupa Morela nie znalazła żadnej różnicy między dwiema próbkami ryb, jak donosili w czasopiśmie Environmental Science and Technology .

Większość Amerykanów czerpie rtęć z tuńczyka, który zazwyczaj żyje na otwartym oceanie. Jednak nowe badania wykazały, że tuńczyk (złowiony u wybrzeży Maryland) czasami żeruje w pobliżu brzegu, zanim skieruje się z powrotem na morze. (iStockphoto) Terill Holweg (z prawej, w 2005 r.) I Tyler Bell pobierają próbki osadów z zatoki Chesapeake Bay, które będą testowane na obecność rtęci. Metylortęć wytwarzana w Zatoce i innych strefach przybrzeżnych może przyczyniać się do poziomów toksyn występujących w rybach z oceanu. (Dzięki uprzejmości Gilmour Lab) Zaskakująco niewiele wiadomo na temat tego, jak metylortęć trafia do ryb żyjących w oceanie (RV Sharp podczas podróży badawczej nad zatoką Chesapeake). Rtęć może powodować problemy rozwojowe u małych dzieci, gdy spożywa się jej zbyt dużo. (Dzięki uprzejmości Gilmour Lab) W lipcu 2005 r. Na RV Cape Hatteras przeniesiono „czyste” mobilne laboratorium badawcze. Testy rtęci są podatne na zanieczyszczenia; niektóre badania przeprowadzone kilkadziesiąt lat temu zostały zakwestionowane, ponieważ sprzęt mógł zostać skażony. (Dzięki uprzejmości Gilmour Lab) Rob Mason pobiera próbkę wody na pokładzie RV Cape Henlopen w maju 2005 roku. „To, co dzieje się na półce, wydaje się być bardzo ważne”, mówi Mason, odnosząc się do produkcji metylortęci na wybrzeżu. (Dzięki uprzejmości Gilmour Lab)

Naukowcy doszli do wniosku, że metylortęć w tuńczyku nie pochodzi z emisji atmosferycznych, ale raczej z naturalnego źródła - otworów hydrotermalnych na dnie oceanu. Chociaż tuńczyk żyje w górnej części oceanu, mogliby prawdopodobnie zlikwidować rtęć, jedząc ryby spędzające czas w głębokim morzu.

Odkrycia wywołały silne reakcje w społeczności badawczej. Niektórzy twierdzą, że dwie populacje tuńczyka nie są porównywalne. Tuńczyk żółtopłetwy jest intensywnie poławiany od 1971 r., A presja połowowa może zmienić poziom rtęci w niektórych stadach ryb, mówi toksykolog wodny James James Wiener z University of Wisconsin-LaCrosse. Inni uważają, że rtęć w atmosferze nie wypłynęła jeszcze wystarczająco daleko do oceanu, aby zmierzyć zmianę.

Pomimo krytyki, badania doprowadziły do ​​pewnych ważnych badań oceanicznych. Aby zbadać wpływ otworów wentylacyjnych, grupa naukowców pod przewodnictwem Carla Lamborga z Woods Hole Oceanographic Institution w Massachusetts wysłała robota w odległości 1, 7 mili w celu pobrania próbek z grzbietu Gorda na Oceanie Spokojnym. W 2006 r. Naukowcy opublikowali swoje wyniki - pierwsze w historii oparte na metylortęci w otworze wentylacyjnym - w czasopiśmie Geophysical Research Letters . Doszli do wniosku, że poziomy rtęci były dość wysokie w otworach wentylacyjnych, ale nie dość wysokie, aby utrzymać ilość znajdowaną w rybach na powierzchni.

Odkrycia sugerują, że chociaż otwory wentylacyjne mogą być źródłem metylortęci, prawdopodobnie nie są one ważne, mówi Chad Hammerschmidt z Wright State University, współautor gazety. Nawet Morel, który był kluczowym świadkiem dla firm zajmujących się tuńczykiem w sprawie San Francisco, mówi teraz, że otwory wentylacyjne nie stanowią wystarczającej ilości metylortęci, aby dostarczyć ją powierzchniowym rybom. Ale ta realizacja sama w sobie, mówi, wciąż nie wyjaśnia, skąd pochodzi większość rtęci.

Z tego powodu wielu badaczy skupia się na tym, jak metylortęć wytwarzana w regionach przybrzeżnych może docierać do ryb w otwartym oceanie. Gilmour i Rob Mason z University of Connecticut prowadzą badania nad tym, jak metylortęć gromadzi się na szelfie oceanicznym i zatoce Chesapeake. Przeanalizowali osady z dziewięciu obszarów wzdłuż środkowego wybrzeża Atlantyku i znaleźli dowody produkcji metylortęci na szelfie kontynentalnym, a także na zboczu, które odrywa się od szelfu. Prace nie są jeszcze zakończone, ale „nasze wyniki sugerują, że nie można zignorować krawędzi”, mówi Mason. „To, co dzieje się na półce, wydaje się bardzo ważne”.

Metylortęć z wybrzeża może być transportowana na morze na kilka sposobów. Tuńczyk i inne otwarte ryby oceaniczne mogą wpływać na wybrzeże, jeść skażone ryby przybrzeżne i pływać z powrotem. Badanie opublikowane w Nature w 2005 r. Pod kierunkiem Barbary Block z Uniwersytetu Stanforda pokazuje, że tuńczyk błękitnopłetwy spędza dużo czasu w pobliżu obszarów żerowania na wschodnim wybrzeżu, zanim wypłynie daleko w morze - a nawet migruje przez Atlantyk.

Prądy mogą również wypłukać rtęć z brzegu. Niektórzy badacze sądzili, że światło słoneczne rozbije toksyczny związek, zanim dotrze on daleko do morza, ale nowe dowody na ruch innych metali, takich jak żelazo, zaczynają kwestionować tę obawę, mówi Fitzgerald.

„Istnieje coraz więcej dowodów na znaczenie strefy przybrzeżnej” - mówi. „To naprawdę ekscytujące. Minęło sporo czasu i nie poświęciliśmy temu wystarczająco dużo uwagi”.

Być może największym pytaniem jest, ile rtęci można przekształcić w metylortęć na powierzchni oceanu. Powszechnie wiadomo, że tylko bakterie żyjące w obszarach pozbawionych tlenu mogą wytwarzać tę konwersję. Jednak Mason wykonał prace w pobliżu równika na Oceanie Spokojnym, pokazując, że metylacja może rzeczywiście wystąpić w wodach o niskiej zawartości tlenu. Dopiero okaże się, czy istnieje wystarczająca liczba tych regionów, aby mieć duży wpływ na poziom metylortęci w rybach.

Jeśli okaże się, że metylortęć może powstać w pobliżu powierzchni wody, przepisy dotyczące emisji mogą mieć bezpośredni wpływ na ilość rtęci w tuńczyku i innych rybach w oceanie, mówi Mason. To samo obowiązuje, jeśli kolejne badania potwierdzą ideę, że metylortęć wytwarzana w strefie przybrzeżnej może być transportowana na morzu.

Naukowcy wiedzą oczywiście, że coś musi wyjaśniać rtęć znajdowaną w tuńczyku i innych rybach oceanicznych. „W rzeczywistości cała metylortęć jest prawdopodobnie produkowana we wszystkich trzech środowiskach” - wzdłuż wybrzeży, w głębokich otworach wentylacyjnych i na niektórych powierzchniach oceanu - „ale potrzebujemy więcej pracy, aby rozdzielić tę frakcję” - mówi Mason. Na razie, z wyjątkiem jednego sądu w San Francisco, jury jest nadal nieobecne.

Tajemnica na morzu