Forskare som leds av en UMass Lowell miljövetenskapsprofessor säger att kvicksilvermätningar i en skog i Massachusetts indikerar att det giftiga elementet avsätts i skogar över hela världen i mycket större mängder än man tidigare förstått.

Teamets resultat understryker oro för människors hälsa och välbefinnande, djurliv och vattenvägar, enligt professor Daniel Obrist, som kvicksilver som ackumuleras i skogar slutligen rinner ut i bäckar och floder, hamnar i sjöar och hav.

Kvicksilver är en mycket giftig förorening som hotar fisk, fåglar, däggdjur och människor. Hundratals ton av det släpps ut i atmosfären varje år av koleldande kraftverk, såväl som genom guldbrytning och andra industriella processer, och föroreningarna distribueras av vindar och strömmar över hela världen. Långsiktig exponering för kvicksilver, eller konsumerar mat som innehåller höga halter av föroreningarna, kan leda till reproduktiv, immun, neurologiska och kardiovaskulära problem, enligt Obrist, ordförande för UMass Lowells miljödepartement, Jord- och atmosfäriska vetenskaper.

Skogar är världens mest förekommande, produktiva och utbredda ekosystem på land, enligt Obrist, som sa att studien är den första som undersöker en fullständig bild av hur kvicksilver i atmosfären avsätts i någon lantlig skog i världen, inklusive avsättning av kvicksilver i dess gasform, som de flesta tidigare studier inte tar upp.

"Träd tar upp gasformigt kvicksilver från atmosfären genom sina blad och när växter fäller sina löv eller dör, de överför i grunden det atmosfäriska kvicksilvret till ekosystemen, " han sa.

Resultaten av projektet publicerades idag i ett nummer av Förfaranden från National Academy of Sciences . UMass Lowell -student Eric Roy, en dubbel-major i meteorologi och matematik från Lowell, är bland studiens medförfattare.

Under de senaste 16 månaderna har laget har mätt hur kvicksilver i atmosfären deponeras på Harvard Forest i Petersham, nästan 4, 000 hektar stor tomt som innehåller lövträd av lövträd som lövträd som röd ek och röd lönn som skjuter sina löv varje år. En uppsättning mätsystem placerade på olika höjder på skogens 100 fot höga forskningstorn bedömde platsens gasformiga kvicksilveravsättning från trädkronan till skogsbotten.

"Sjuttiosex procent av kvicksilveravsättningen i denna skog kommer från gasformigt kvicksilver i atmosfär. Det är fem gånger större än kvicksilver som avsätts av regn och snö och tre gånger större än kvicksilver som avsätts genom skräp, som överförs kvicksilver genom att blad faller till marken och som tidigare har använts av andra forskare som en proxy för att uppskatta gasformigt kvicksilveravsättning i skogar, "Sa Obrist.

"Vår studie tyder på att kvicksilverbelastning i skog har underskattats med en faktor på cirka två och att skogar världen över kan vara en mycket större global absorberare och uppsamlare av gasformigt kvicksilver än för närvarande antas. Denna större ackumulering än förväntat kan förklara förvånansvärt hög kvicksilver nivåer observerade i jordar över landsbygdens skogar, " han sa.

Växter tycks dominera som en kvicksilverkälla på land, står för 54 till 94 procent av insättningarna i jordar i Nordamerika. Den totala globala mängden kvicksilver som deponeras på land för närvarande uppskattas till cirka 1, 500 till 1, 800 ton per år, men det kan vara mer än dubbelt om andra skogar visar liknande avsättningsnivåer, enligt Obrist.

Forskarna fortsätter sitt arbete vid en andra skog i Howland i norra Maine. Howland Forest, en nästan 600 hektar stor forskningsplats full av vintergröna som behåller sina löv året runt, erbjuder en helt annan livsmiljö än lövskogen i Petersham. Genom att bedöma båda skogarna kan forskare undersöka skillnader i kvicksilveransamling mellan olika skogstyper, Sa Obrist.

Arbetet ger en praktisk forskningsupplevelse för Roy, en UMass Lowell Honours College-student som blev inbjuden att bli medlem i universitetets Immersive Scholar-program 2019. Initiativet gör det möjligt för förstaårsstudenter med enastående akademiska meriter att delta i labbet och forskning redan från början av sina akademiska studier.

"Det är verkligen spännande att vara medförfattare, "Sade Roy." Denna studie tillät oss att kvantifiera hur mycket kvicksilver som samlas i denna skogstyp. Modellerare kan använda dessa resultat för att förbättra sin förståelse för hur kvicksilver cirkulerar genom miljön på global nivå och hur det kan förändras i framtiden. "

Roy hjälpte till att analysera data som samlats in på fältet.

"Erics bidrag till studien är enorma. Det är inte särskilt vanligt att en kandidat spelar en så viktig roll i en major, federalt finansierat forskningsprojekt, "Obrist sa." Hans arbete är verkligen imponerande och han har blivit mer och mer aktiv i dataanalys och komplexa flödesberäkningar och databehandling. Han fick verkligen sin andra författarposition i tidningen i Förfaranden från National Academy of Sciences . "