Forskare har sökt i över två decennier för att förklara hur Arktis är förorenat med giftig kvicksilverförorening. En ny studie belyser den troliga processen, samtidigt som de varnar för dess faror för människor och miljö.

Om du var tvungen att välja en region på jorden som kan vara skyddad från föroreningar orsakade av människor, den arktiska tundran, ett vidsträckt nordligt ekosystem som omger Ishavet, skulle vara en bra början. Ändå är området förorenat med den mycket giftiga metallkvicksilver som är känt för att läcka från marken till floder och i slutändan Ishavet, förorenar det vattenlevande livet som inhemska samhällen är beroende av för att överleva.

Förstå kvicksilvrets kretslopp

Industrialiserade länder och utvecklingsländer släpper ut cirka 2 000 ton kvicksilver till atmosfären årligen. Dessa kvicksilverutsläpp finns i olika former, som oxiderat kvicksilver, känd som Hg(II) och gasformigt elementärt kvicksilver, eller Hg(0). Den förra tenderar att förbli nära utsläppskällan, medan den senare kan resa över hela världen.

Forskare som studerar fenomenet, med bidrag från det EU-finansierade projektet MEROXRE, skrev förra året i journalen Natur beskrev hur de samlar in data året runt, med hjälp av ett labb inrättat på tundran. Genom att mäta kvicksilverhalter och genomföra kemiska analyser, forskarna kunde konstatera att Hg(0) representerade 70 procent av kvicksilvret som finns i tundrajorden, med Hg(II) mindre än en tredjedel.

Med tanke på Hg (0):s förmåga att resa mycket, forskare har varit förbryllade över varför det borde finnas höga koncentrationer i Arktis. Professor Daniel Obrist, en av författarna till studien, skriver i 'The Conversation' noterar att Hg(0) ibland soligare och varmare, tenderar att inducera kemiska reaktioner som resulterar i att Hg(0) stöts bort.

Forskarna föreslår att mycket av kvicksilvret absorberas från atmosfären i tundravegetationens blad, ungefär som koldioxid, under det lilla fönstret för växttillväxt när snön smälter. Med tanke på att växten sedan återigen är täckt av snö och is under många månader binds kvicksilvret i jorden, skyddad från solljus och värme som kan orsaka de kemiska reaktionerna som kan leda till att det luftbår igen.

När plantorna fäller löv eller dör, kvicksilvret avsätts sedan direkt i jorden, vilket förklarar varför avrinning från tundrajorden till Ishavet står för hälften till två tredjedelar av de totala kvicksilveravlagringarna i Arktis. I havet, kvicksilvret kan omvandlas till organiskt metylkvicksilver, som är mycket giftigt och kan passera in i den akvatiska näringskedjan.

Det EU-finansierade MEROXRE-projektets unika bidrag var att mäta stabila kvicksilverisotoper, en teknik som gjorde det möjligt för teamet att identifiera olika kvicksilverkällor i atmosfären, snöpack, vegetation och jordar. Dessa mätningar bekräftade ytterligare dominansen av Hg(0), föreslår den arktiska tundran som en möjlig globalt betydande kvicksilversänka.

Teamets fynd har till stor del kullkastat teorier om att kvicksilverföroreningar berodde på regn och snö eller havssalt-inducerad kemisk cykling av kvicksilver i den arktiska tundran.

Att undvika klimatförändringar som utlöser

Höga halter av kvicksilver i Arktis har hittats i vitvalar, isbjörnar, tätningar, fisk, örnar och andra fåglar. Detta påverkar människor, speciellt de lokala inuiterna som får sin mat från traditionella jakt- och fiskemetoder. Det är känt att långa exponeringsperioder för höga kvicksilverhalter kan resultera i neurologiska och kardiovaskulära problem.

Samtidigt som man studerade de potentiella effekterna av klimatförändringar låg utanför projektets ram, forskarna påpekar att den globala uppvärmningen kan leda till frisättning av sekvestrerat kvicksilver, för närvarande instängd i permafrosten, släpper ut ännu mer i arktiska vatten. Prof. Obrist påpekar att det finns mer arbete att göra för att utveckla en bättre förståelse för växter och markens upptag av Hg(0), och miljöpåverkan, för att hjälpa tillsynsmyndigheter, beslutsfattare och initiativ som Minamatakonventionen, minska riskerna.