Det store billede af Great Lakes kviksølvforurening

Kviksølv er et udbredt miljøgift og forurenende stof, der bevæger sig op i fødekæden på folks middagstallerkener. Selvom det er et globalt problem, kviksølvreglerne varierer på verdensplan. Afhængigt af hvor man bor i forhold til kviksølvudledning, regional afhjælpning har minimal indvirkning på lokale råd om fiskeforbrug. Dette gælder især i et følsomt landskab som Michigan's Upper Peninsula, hvor næsten 80 procent af indsøerne er forringet.

For Keweenaw Bay Indian Community (KBIC), problemet kulminerer i spørgsmålet, hvornår kan vi spise fisken? Et simpelt svar er undvigende, men en undersøgelse ledet af Michigan Technological University gav indsigt i, hvad der skal gøres for at gøre fisken sikker at spise.

KBIC's spørgsmål hjalp med at vejlede biogeokemiske modelbyggere, miljøingeniører og samfundsforskere til at bygge bro mellem globale-kemiske transportmodeller og de lokale påvirkninger på KBIC og Michigan's Upper Peninsula. Undersøgelsen vil blive offentliggjort i næste uge i Royal Society of Chemistrys peer-reviewede tidsskrift Miljøvidenskab:Processer og påvirkninger , og arbejdet er en del af et National Science Foundation-program, der ser på dynamikken i koblede naturlige og menneskelige systemer.

Følsomme samfund

Kviksølv er en atmosfære-overflade udskiftelig forurening (ASEP) sammen med polychlorerede biphenyl (PCB) forbindelser, polycykliske aromatiske carbonhydrider (PAH) forbindelser og andre persistente organiske forurenende stoffer (POP'er). ASEP-molekyler er usynlige, smagløse verdenshoppere, der kan rejse store afstande.

Til sidst, de tager vej til de store søer, hvor de bevæger sig gennem luften, landskab, vand og dyr. Forskere kan beskrive ASEP-bevægelser og virkninger gennem politik, socioøkonomisk pres, økosystemtjenester, stressfaktorer som klimaændringer og arealanvendelse samt biogeokemisk cykling. Studiets ledende forsker er Judith Perlinger, professor i miljøteknik ved Michigan Tech. Hun siger, at projektet er et eksempel på at bruge state-of-the-art videnskab til at besvare et samfundsrelevant spørgsmål.

"Vi tager fænomener, der virker på globalt plan og forudsiger, hvad de vil gøre, " siger Perlinger, tilføjer, at arbejdet med KBIC er en vigtig del af projektet. "Det er klart, at spørgsmålet betyder noget for dem, så hvordan kan vi gøre videnskaben relevant for dem?"

For at gøre det, tage et stort team:Seks institutioner, 36 forskere og 11 samarbejdsorganisationer. Perlingers team bruger GEOS-Chem, en global tredimensionel Eulersk kemisk transportmodel. Det har været meget brugt til bedre at forstå troposfærisk kemi og sammensætning. For ASEP'er, GEOS-Chem sorterer gennem emissionskilderne, migration, valutakurser og hvilesteder for de forurenende stoffer og er koblet med massebalancemodellering for at forstå systemets akvatiske dynamik.

Følsomme landskaber

I den Miljøvidenskab:Processer og påvirkninger papir, Perlinger og hendes team fokuserer på kviksølv og tre forskellige politiske scenarier frem til 2050.

Først og fremmest, de analyserede aspirationsmål, hvor alle kviksølvemissioner fra menneskeskabte kilder er elimineret; i den anden, de undersøgte en moderat reduktion baseret på en politik i aktion; og i den tredje, de vurderede et scenarie med minimal regulering uden nogen politisk handling.

De fandt ud af, at lidt ville ændre sig inden for KBIC-samfundets levetid. Noel Urban, professor i miljøteknik og en projektforsker, der fokuserer på forurenende stoffers biogeokemi, siger, at processen sandsynligvis vil tage generationer at nå niveauer, som samfundet anser for sikre.

"Folk antager, at det, der aflejres i en skov, også aflejres på samme måde i en sø, hvilket ikke er sandt, så modeller har fejlberegnet, Urban siger, tilføjer, at feedbacken mellem land- og akvatiske systemer også tager længere tid, end forskere tidligere troede. "Dette er tydeligt i De Store Søer, og den øvre halvø er et særligt følsomt landskab over for kviksølv."

Med hensyn til sporing af kviksølv, Urban tager kviksølvkoncentrationsdata fra søer og estimerer kviksølv i fisk fra lignende vandområder sammen med Great Lakes Indian Fish and Wildlife Commission (GLIFWC) - en af ​​projektets forskningspartnerorganisationer. De fandt ud af, at kviksølv forbliver forskelligt afhængigt af søens størrelse.

"Hvilken gift vil du have?" spørger Urban. "Gå til de store søer og få PCB'er, gå til de små søer og få kviksølv."

Kort fortalt, der er ikke noget enkelt svar på KBIC's spørgsmål.

For yderligere at præcisere svaret, Urban, Perlinger og deres team planlægger at fortsætte prøveudtagningen i lokale Upper Peninsula-søer, at vurdere de regionale påvirkninger i De Store Søer og undersøge deres resultater gennem globale modeller. Deres tværfaglige arbejde uddyber forståelsen af ​​kviksølvcykling og nøjagtigheden af ​​modellering, evaluerer multi-skala politik, og giver indsigt i bedste praksis for at engagere lokale oprindelige samfund i global forskning.

Miljøvidenskab:Processer og påvirkninger udgiver papirer af høj kvalitet inden for alle områder af de miljøkemiske videnskaber, inklusive luftens kemi, vand, jord og sediment. Vi glæder os over undersøgelser af den miljømæssige skæbne og virkningerne af menneskeskabte og naturligt forekommende forurenende stoffer, både kemiske og mikrobiologiske, samt relaterede naturlige element cykling processer.