Mänskliga aktiviteter står för en betydande mängd – allt från 20 % till mer än 60 % – av giftigt tallium som har kommit in i Östersjön under de senaste 80 åren, enligt ny forskning från forskare knutna till Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) och andra institutioner.
För närvarande är mängden tallium (elementsymbol TI), som anses vara den giftigaste metallen för däggdjur, fortfarande låg i Östersjövatten. Forskningen tyder dock på att mängden tallium kan öka på grund av ytterligare antropogena eller mänskliga inducerade aktiviteter, eller på grund av naturlig eller mänsklig återsyresättning av Östersjön som kan göra havet mindre sulfidrikt.
Mycket av talliumet i Östersjön, det största mänskligt inducerade hypoxiska området på jorden, ackumuleras i sedimentet tack vare rikligt med sulfidmineraler.
"Antropogena aktiviteter frigör årligen avsevärda mängder giftigt tallium. Denna studie visar på en ökning av mängden tallium som levereras av antropogena källor till Östersjön sedan ungefär 1947", enligt tidskriftsartikeln "Anthropogenic force of the Baltic Sea Thallium cycle, " publicerad i Environmental Science &Technology .
"Människor släpper ut mycket tallium i Östersjön, och folk bör göras medvetna om det. Om detta fortsätter – eller om vi ytterligare förändrar Östersjöns kemi i framtiden eller om det förändras naturligt - så kan mer tallium Det skulle vara oroande på grund av dess toxicitet", sa Chadlin Ostrander huvudförfattare till artikeln, som han genomförde som postdoktor vid WHOI:s avdelning för marin kemi och geokemi. För närvarande är han biträdande professor vid institutionen för geologi och geofysik vid University of Utah.
För studien ville forskarna bättre förstå hur tallium och dess två stabila isotoper 203 Tl och 205 Tl cyklas i Östersjön. För att urskilja modern talliumcykling, samlades koncentrations- och isotopförhållandedata från havsvatten och grunda sedimentkärnprover. För att rekonstruera talliumcykling längre tillbaka i tiden kompletterade forskarna sina korta kärnprover med en längre sedimentkärna som hade samlats in tidigare nära en av de djupaste delarna av havet.
De fann att Östersjövatten var betydligt mer berikat i 205 Tl än förutspått. Denna anrikning startade runt 1940 till 1947 enligt den längre sedimentkärnan.
Det skulle vara "mycket tillfälligt" om 205 Tl-ökningen var inte associerad med "nästan samtida trender kopplade till antropogena aktiviteter", står det i artikeln.
Även om de exakta källorna till talliumökningen ännu inte är kända, indikerar artikeln att regional cementproduktion, som förbättrades efter slutet av andra världskriget, kan spela en viktig roll, med andra möjliga källor inklusive kolförbränning och rostning av pyrit , en järnsulfid.
"För mig är den viktigaste aspekten av studien att vi i grunden upptäckte att stora delar - om inte de flesta - av Östersjön är förorenade med den giftiga metallen tallium från mänskliga aktiviteter som omger bassängen", säger medförfattaren Sune Nielsen. en adjungerad forskare vid WHOI:s institution för geologi och geofysik.
"Vad jag känner till utgör detta det geografiskt mest omfattande område av talliumföroreningar som någonsin dokumenterats. Det har länge varit känt att Östersjön har varit starkt påverkad av antropogen aktivitet, inte minst via den allt mer ihållande förlusten av syre som lett till till stora förluster för fiskeindustrin under de senaste decennierna.
"Som dansk medborgare följer jag de (dåliga) nyheterna om Östersjön i danska medier, och vårt fynd tillför bara ytterligare en dimension till de redan dåliga förhållandena i bassängen för marint liv. Även om talliumförorening kanske inte är det mest omedelbara problemet för Östersjöns ekosystem råder det inga tvivel i mitt sinne att det ökar behovet av att göra något för att återföra Östersjön till ett tillstånd där människor och marint liv kan samexistera naturligt."
"Våra data stärker bevisen för att avlägsnandet av tallium från havsvatten och lagring i sediment är strikt kontrollerat av frånvaron av syre och närvaro av sulfid", säger medförfattaren Colleen Hansel, senior forskare vid WHOI:s avdelning för marin kemi och geokemi.
"Det är därför oroande att de senaste rörelserna för att "lösa anoxiproblemet" i Östersjön involverar pumpning av syre i bottenvattnet. Denna syresättning av Östersjön kommer sannolikt att leda till frigöring av tallium, såväl som andra sulfidhaltiga metaller som t.ex. kvicksilver, i det överliggande havsvattnet där de kan bioackumuleras till giftiga nivåer i fiskar.
"Vi förutspår, baserat på aktiviteter i regionen, att källan till talliumföroreningen är historisk cementproduktion i regionen. Eftersom cementproduktionen fortsätter att öka globalt, kan denna forskning tjäna till att varna tillverkare om behovet av att mildra potentiella nedströmseffekter av cementugnsdamm på omgivande akvatiska och marina ekosystem.
"Denna studie belyser användbarheten av isotoper för att identifiera källor till föroreningar till marina ekosystem, vilket är svårt att reda ut enbart med koncentrationsdata."
Mer information: Chadlin M. Ostrander et al, Anthropogenic Forcing of the Baltic Sea Thallium Cycle, Environmental Science &Technology (2024). DOI:10.1021/acs.est.4c01487
Journalinformation: Miljövetenskap och teknik
Tillhandahålls av Woods Hole Oceanographic Institution
