Isolering af kviksølv for at beskytte fødekæder

Mercury får en dårlig rap, og med rette. Det er utroligt giftigt for mange organismer, og det ophobes i fødekæden. Det betyder dyr i toppen af ​​fødekæden, inklusive os mennesker, får ofte de højeste doser.

For at minimere risikoen for mennesker og andre levende ting er vi nødt til at være i stand til nøjagtigt og effektivt at måle koncentrationer af kviksølv i miljøet.

Problemet er, at kviksølv kommer i mange former og er en glat kunde at spore.

Men forskere fra University of Melbourne og University of the Balearic Islands i Spanien har udviklet en ny automatiseret teknik til at isolere forskellige former for kviksølv baseret på risikoen for, at hver form flytter ind i fødekæden.

De fleste kender det flydende metal kendt som kviksølv, som er rent kviksølv, men professor Spas Kolev siger, at dette kun udgør en meget lille brøkdel af det kviksølv, der findes i miljøet.

"Kviksølv, der ender i miljøet, antager andre former, såsom kviksølvsulfid, methylkviksølv, dimethylkviksølv, ethylkviksølv og phenylkviksølv, siger professor Kolev, fra School of Chemistry ved University of Melbourne.

"Nogle af disse former er meget mere giftige end andre, og nogle er mere mobile end andre, hvilket betyder, at de kan bevæge sig gennem miljøet og lettere kan komme ind i mennesker.

"Methylkviksølv f.eks. opløses let i vand og kan nemt trænge ind i planter, fisk og andre dyr, mens kviksølvsulfid har en tendens til at forblive fastlåst i sediment og jord og er meget mindre tilbøjelig til at komme ind i fødekæden.

"Alene det at kende den samlede koncentration af kviksølv i miljøet giver os ikke nok information til at bestemme risikoen for mennesker. Det er lige så vigtigt at vide, hvor mobilt kviksølv er, hvilket bestemmer dets biotilgængelighed."

Professor Kolev og hans kolleger ved Center for Aquatic Pollution Identification and Management (CAPIM) er interesserede i risikoen for mennesker og andre organismer fra kviksølv i spildevandsaffald, der behandles og derefter bruges som gødning i landbrugssystemer.

"Der er etablerede metoder til at måle mobiliteten af ​​kviksølv i miljøfaste stoffer såsom renset spildevand, " siger professor Kolev.

"Vi tilføjer en række forskellige kemikalier til en fast prøve, en ad gangen, og hvert kemikalie ekstraherer en anden type kviksølv, som derefter kan måles ved hjælp af en kviksølvanalysator."

Professor Kolev siger, at disse etablerede metoder til at måle kviksølvs biotilgængelighed i faste prøver er langsomme, arbejdskrævende, og med forbehold for menneskelige fejl. Som et resultat er videnskabsmænd og miljøovervågningsorganer ikke i stand til at måle så mange prøver, som de har brug for.

Men professor Kolev og hans kollega dr. Yanlin Zhang og professor Manuel Miro fra University of the Balearic Islands, har samarbejdet om at udvikle en ny metode og tilhørende instrumentering, der drastisk reducerer den tid, det tager at måle biotilgængeligheden af ​​forskellige former for kviksølv i fast stof, organisk-rige prøver som fast kloakering.

Tricket er at bruge en teknik kaldet flowanalyse.

"Vi bruger et flowanalysesystem til automatisk at tilføje fire forskellige løsninger med øget udvaskningsevne til kloakprøven, en ad gangen, " siger professor Kolev.

"Hver løsning frigiver en anden form for kviksølv, som derefter strømmer gennem et fluorescensspektrometer, som måler dets koncentration. Den første løsning indeholder det mest biotilgængelige – og dermed det mest giftige – kviksølv. De kviksølvformer, der er tilbage sidst i opløsningen, har meget lav biotilgængelighed.

"Ved at bruge denne teknik har vi været i stand til at reducere analysetiden fra fem dage til kun 14 timer."

Denne teknik er næsten fuldstændig automatiseret, så det er ikke kun meget hurtigere end tidligere metoder, det er også sikrere og mere pålideligt.

"Det muliggør en omkostningseffektiv og hurtig vurdering af miljø- og sundhedsrisici af jord og sediment, der er forurenet med kviksølv, for at afgøre, om afhjælpning er nødvendig, " siger professor Kolev.

"Den måde, hvorpå kloakslam enten bortskaffes eller genbruges, er delvist afhængig af koncentrationen og biotilgængeligheden af ​​dette giftige metal, og disse to egenskaber kan nu nemt vurderes med den nye teknik."

Forskningen blev støttet af det australske forskningsråd og det spanske statslige forskningsagentur og var den omtalte artikel i juli-udgaven af ​​det respekterede kemitidsskrift Analytica Chimica Acta .