En ström blev gul efter att malmavfallet från kvicksilversulfid spolas ut. Kredit:Flickr/Jerry Burke
Merkurius får en dålig rap, och med rätta. Det är otroligt giftigt för många organismer, och det ackumuleras i näringskedjan. Det betyder att djuren är överst i näringskedjan, inklusive oss människor, får ofta de högsta doserna.
För att minimera risken för människor och andra levande varelser behöver vi kunna mäta kvicksilverhalterna i miljön på ett exakt och effektivt sätt.
Problemet är att kvicksilver finns i många former och är en hal kund att spåra.
Men forskare från University of Melbourne och University of the Balearic Islands i Spanien har utvecklat en ny automatiserad teknik för att isolera olika former av kvicksilver baserat på risken för att varje form flyttar in i näringskedjan.
De flesta känner till den flytande metallen som kallas kvicksilver, som är rent kvicksilver, men professor Spas Kolev säger att detta bara utgör en mycket liten del av det kvicksilver som finns i miljön.
"Kvicksilver som hamnar i miljön tar andra former som kvicksilversulfid, metylkvicksilver, dimetylkvicksilver, etylkvicksilver och fenylkvicksilver, säger professor Kolev, från School of Chemistry vid University of Melbourne.
"Vissa av dessa former är mycket mer giftiga än andra, och vissa är mer mobila än andra, vilket innebär att de lättare kan röra sig genom miljön och lättare in i människor.
"Metylkvicksilver till exempel, löser sig lätt i vatten och kan lätt tränga in i växter, fiskar och andra djur, medan kvicksilversulfid tenderar att förbli låst i sediment och jord och är mycket mindre benägen att komma in i näringskedjan.
"Bara att veta den totala koncentrationen av kvicksilver i miljön ger oss inte tillräckligt med information för att avgöra risken för människor. Det är lika viktigt att veta hur mobilt kvicksilver är som avgör dess biologiska tillgänglighet."
Professor Kolev och hans kollegor vid Centre for Aquatic Pollution Identification and Management (CAPIM) är intresserade av risken för människor och andra organismer från kvicksilver i avloppsavfall som behandlas och sedan används som gödningsmedel i jordbrukssystem.
"Det finns etablerade metoder för att mäta rörligheten av kvicksilver i miljömässiga fasta ämnen som renat avloppsvatten, säger professor Kolev.
Professor Spas Kolev inspekterar ett automatiserat flödesanalyssystem i sitt labb vid University of Melbourne. Kredit:University of Melbourne
"Vi lägger till en serie olika kemikalier till ett fast prov, en i taget, och varje kemikalie extraherar en annan typ av kvicksilver som sedan kan mätas med en kvicksilveranalysator."
Professor Kolev säger att dessa etablerade metoder för att mäta biotillgänglighet av kvicksilver i fasta prover är långsamma, arbetskraftsintensiv, och föremål för mänskliga fel. Som ett resultat kan forskare och miljöövervakningsorgan inte mäta så många prover som de behöver.
Men professor Kolev och hans kollega Dr Yanlin Zhang och professor Manuel Miro från University of the Balearic Islands, har samarbetat för att utveckla en ny metod och tillhörande instrumentering som drastiskt minskar tiden det tar att mäta biotillgängligheten för olika former av kvicksilver i fast form, organiskt rika prover som fast avlopp.
Tricket är att använda en teknik som kallas flödesanalys.
"Vi använder ett flödesanalyssystem för att automatiskt lägga till fyra olika lösningar med ökad läckningsförmåga till avloppsprovet, en i taget, säger professor Kolev.
"Varje lösning frigör en annan form av kvicksilver, som sedan rinner genom en fluorescensspektrometer som mäter dess koncentration. Den första lösningen innehåller det mest biotillgängliga – och därmed det giftigaste – kvicksilvret. Kvicksilverformerna som lämnas sist i lösningen har mycket låg biotillgänglighet.
"Med den här tekniken har vi kunnat minska analystiden från fem dagar till bara 14 timmar."
Denna teknik är nästan helt automatiserad, så det är inte bara mycket snabbare än tidigare metoder, det är också säkrare och mer pålitligt.
"Det möjliggör kostnadseffektiv och snabb miljö- och hälsoriskbedömning av mark och sediment som är förorenade med kvicksilver för att avgöra om sanering är nödvändig, säger professor Kolev.
"Sättet på hur avloppsslam antingen kasseras eller återanvänds beror delvis på koncentrationen och biotillgängligheten av denna giftiga metall och dessa två egenskaper kan nu enkelt bedömas med den nya tekniken."
Forskningen stöddes av Australian Research Council och Spanish State Research Agency och var den aktuella artikeln i julinumret av den respekterade kemitidskriften Analytica Chimica Acta .
