En mycket giftig form av kvicksilver kan hoppa med 300 till 600 procent i djurplankton – små djur vid basen av den marina näringskedjan – om landavrinningen ökar med 15 till 30 procent, enligt en ny studie.

Och en sådan ökning är möjlig på grund av klimatförändringar, enligt den banbrytande studien från Rutgers University och andra forskare publicerad idag i Vetenskapliga framsteg .

"Med klimatförändringarna, vi förväntar oss ökad nederbörd i många områden på norra halvklotet, leder till mer avrinning, " sa Jeffra K. Schaefer, studiemedförfattare och biträdande forskningsprofessor vid Rutgers institution för miljövetenskap. "Det innebär en större utsläpp av kvicksilver och organiskt kol till kustens ekosystem, vilket leder till högre halter av kvicksilver hos de små djuren som lever där. Dessa kustregioner är viktiga utfodringsplatser för fisk, och därmed fungerar de organismer som lever där som en viktig kvicksilverkälla som ackumuleras till höga nivåer i den fisk som folk gillar att äta."

Studien visade att en ökning av naturligt organiskt material som kommer in i kustvatten kan öka bioackumuleringen av metylkvicksilver - en mycket giftig kemikalie som finns på förhöjda nivåer hos många fiskarter - i zooplankton med 200 till 700 procent. Den enorma ökningen av metylkvicksilver förskjuter näringsväven från att vara autotrofisk (till stor del mikroskopiska växter och cyanobakterier som gör mat från oorganiskt material) till heterotrofa (bakterier som äter organiskt material som produceras av växter och cyanobakterier).

Naturligt organiskt material från växter och djur i avrinning ökade också metylkvicksilvernivåerna i vatten med upp till 200 procent, ökad exponering för kemikalien i näringsväven, säger studien.

Kvicksilver är en av de 10 främsta kemikalierna av stora folkhälsoproblem, enligt Världshälsoorganisationen (WHO), och U.S. Environmental Protection Agency (EPA) säger att kvicksilver är den främsta orsaken till råd om fiskkonsumtion som syftar till att skydda människors hälsa, studieanteckningarna.

Sedan den industriella eran började, kvicksilver som hamnar i ekosystem beräknas ha ökat med 200 till 500 procent, säger studien. Kvicksilver ansamlas i fisk och skaldjur som metylkvicksilver, som kan påverka nervösa, matsmältnings- och immunsystem, såväl som lungorna, njurar, hud och ögon.

För studien, en grupp forskare i Sverige försökte återskapa miljöförhållandena i en Bottenhavsmynning utanför Sveriges östkust. De skapade simulerade ekosystem som tog upp två våningar i en byggnad. De samlade intakta sedimentkärnor från mynningen, tillsatt vatten, näringsämnen och kvicksilver, och studerade vad som hände med kvicksilvret, djurplankton och andra organismer. Schaefers roll var att studera mikroorganismer i sedimentet som är ansvariga för att producera metylkvicksilver som ackumuleras i näringsväven.

Forskarna försökte förstå, modellera och förutsäga klimatförändringarnas inverkan på kvicksilverackumulering och metylkvicksilverproduktion, sa Schäfer, som är specialiserad på metylkvicksilverforskning och försöker förstå hur bakterier omvandlar kvicksilver till metylkvicksilver.

Resultaten visade vikten av att inkludera de livsmedelsnätrelaterade effekterna av klimatförändringar på bioackumuleringen av metylkvicksilver i framtida kvicksilvermodeller och riskbedömningar, säger studien.

"Vi fann att ökningen av organiskt material förändrade livsmedelsbanans struktur i den simulerade mynningen och som hade en inverkan på kvicksilveransamlingen i zooplankton, " sa Schaefer. "Det var den mest dramatiska effekten."

"Detta är en ganska viktig studie, ", tillade hon. "Folk har inte riktigt övervägt förändringarna i näringsvävens struktur i botten av näringskedjan och en länk till kvicksilverackumulering. Jag tycker att dessa fynd är ganska överraskande och, i efterhand, de är vettiga."

Ansträngningar för att minska kvicksilverutsläppen kan kompenseras av effekterna av klimatförändringar, inklusive ökad nederbörd och avrinning, och vi kanske inte ser en förväntad minskning av metylkvicksilver i näringsväven, Hon sa.