Kvicksilvrets ursprung styr dess biotillgänglighet

Effektiviteten för bildning av metylkvicksilver och dess upptag i plankton i kustnära ekosystem är mycket olika beroende på om kvicksilvret härrör från atmosfären, bottensediment eller landavrinning.  Forskare vid Umeå universitet och Sveriges lantbruksuniversitet bekräftar detta experimentellt i en ny studie som publiceras i tidskriften Nature Communications.

– Vår studie är den första som kan presentera data på hur stora de här skillnaderna är. En slutsats vi kan dra är att det metylkvicksilver som bildas i marken och transporteras ut till kustområdena med avrinning ackumuleras effektivt i plankton och utgör en större källa till metylkvicksilver i fisk - och därmed också exponering för människor - än vad man tidigare trott, säger Erik Björn, docent på kemiska institutionen vid Umeå universitet och ledare för forskningsprojektet.

Kvicksilver förekommer i miljön till största del som oorganiska fasta former (mineraler) och i elementär form (som tidigare använts i termometrar). En liten del av detta kvicksilver omvandlas av bakterier i främst syrefattiga jordar och sediment till metylkvicksilver, ett nervgift som anrikas i vattenekosystemens näringsvävar till så höga koncentrationer i fisk att det utgör ett hot mot människors hälsa och vår miljö.

Att få ner halten metylkvicksilver i fisk genom att reducera utsläppen av kvicksilver från till exempel förbränning av fossila bränslen och småskalig guldutvinning är ett internationellt högt prioriterat miljömål. Den första internationella överenskommelsen nåddes dock så sent som förra året under ledning av FNs miljöprogram. Hur snabbt halterna i fisk kan förväntas sjunka om utsläppen kan minskas beror till stor del på hur stor andel av metylkvicksilver i fisk som kommer från kvicksilver som nyligen släppts ut till miljön jämfört med de ”pooler” som under lång tid ackumulerats i sediment och jordar. Detta har tidigare varit oklart eftersom kunskap om de olika poolernas tillgänglighet för bildning och bioackumulering av metylkvicksilver har saknats. Experimentellt är det en stor utmaning att ta fram den typen av data.

Erik Björn och hans forskargrupp har använt en nyutvecklad metodik med isotopanrikat kvicksilver i avancerade experimentsystem på mesokosm-laboratoriet vid Umeå marina forskningscentrum. Med hjälp av isotopmetodiken har forskarna kunnat simulera olika biogeokemiska ”pooler” av kvicksilver med avseende på deras kemiska struktur och fördelning i ekosystemen. Dessa har sedan använts i experimentella slutna modellekosystem med intakta sedimentproppar och bräckvatten i mesokosm-anläggningen, vilken består av 12 stycken fem meter höga rör där ljus och temperatur kan detaljstyras.

De data forskargruppen tagit fram är viktiga för att kunna utveckla tillförlitliga modeller för kvicksilvers kretslopp i miljön.

– Vi tror att studien kommer att få stor betydelse för nästa generation biogeokemiska modeller för kvicksilver, och framför allt för att förutse hur ändrade utsläpp av kvicksilver, klimatförändringar och olika typer av markanvändning i vattendragens tillrinningsområden kan påverka halterna av metylkvicksilver i fisk, säger Erik Björn.

Studien har utförts av forskare vid Umeå universitet och Sveriges lantbruksuniversitet med expertkunskap inom analytisk kemi, biogeokemi, marin kemi och ekologi.

Forskningen har i huvudsak finansierats av Vetenskapsrådet, Kempestiftelserna, Knut & Alice Wallenbergs Stiftelse, karriärbidrag till Erik Björn från Umeå universitet, Sveriges lantbruksuniversitet och Umeå marina forskningscentrum.

Originalartikel:

Sofi Jonsson, Ulf Skyllberg, Mats B. Nilsson, Erik Lundberg, Agneta Andersson och Erik Björn: Differentiated availability of geochemical mercury pools controls methylmercury levels in estuarine sediment and biota. Nature Communications. Volume 5 (2014). DOI: 10.1038/ncomms5624.
http://www.nature.com/ncomms/2014/140820/ncomms5624/full/ncomms5624.html

För mer information, kontakta gärna:

Erik Björn, kemiska institutionen
Telefon: 090-786 51 89
E-post: erik.bjorn@umu.se

Högupplösta foton:

Kemisten Erik Björn i arbete på Umeå marina forskningscentrum. Foto: Sofi Jonsson

Mesokosm-anläggningen vid Umeåmarina forskningscentrum. Foto: Sofi Jonsson