Undersøgelser viser, at skove spiller en større rolle i deponering af giftigt kviksølv over hele kloden

Forskere ledet af en UMass Lowell miljøvidenskabsprofessor siger, at kviksølvmålinger i en skov i Massachusetts indikerer, at det giftige element er aflejret i skove over hele kloden i meget større mængder end tidligere forstået.

Holdets resultater understreger bekymring for menneskers sundhed og velvære, dyreliv og vandveje, ifølge prof. Daniel Obrist, da kviksølv, der ophobes i skove, i sidste ende løber ud i vandløb og floder, ender i søer og oceaner.

Kviksølv er et meget giftigt forurenende stof, der truer fisk, fugle, pattedyr og mennesker. Hundredvis af tons af det frigives til atmosfæren hvert år af kulfyrede kraftværker, såvel som gennem guldminedrift og andre industrielle processer, og forureningen fordeles af vinde og strømme over hele kloden. Langtidseksponering for kviksølv, eller indtagelse af fødevarer, der indeholder høje niveauer af det forurenende stof, kan føre til reproduktive, immun, neurologiske og kardiovaskulære problemer, ifølge Obrist, formand for UMass Lowells miljøafdeling, Jord- og atmosfærevidenskab.

Skove udgør verdens mest rigelige, produktive og udbredte økosystemer på landjorden, ifølge Obrist, hvem sagde, at undersøgelsen er den første, der undersøger et fuldstændigt billede af, hvordan kviksølv i atmosfæren aflejres i enhver landlig skov i verden, herunder aflejring af kviksølv i gasform, som de fleste tidligere undersøgelser ikke omhandler.

"Træer optager gasformigt kviksølv fra atmosfæren gennem deres blade, og når planter fælder deres blade eller dør, de overfører dybest set det atmosfæriske kviksølv til økosystemerne, " han sagde.

Resultaterne af projektet blev offentliggjort i dag i et nummer af Proceedings of the National Academy of Sciences . UMass Lowell-studerende Eric Roy, en dobbelt-major i meteorologi og matematik fra Lowell, er blandt undersøgelsens medforfattere.

I de seneste 16 måneder, holdet har målt, hvordan kviksølv i atmosfæren bliver aflejret i Harvard Forest i Petersham, næsten 4, 000 hektar stor grund, der omfatter løvfældende løvtræer af løvtræ som rød eg og rød ahorn, der hvert år fælder deres blade. Et sæt målesystemer placeret i forskellige højder på skovens 100 fod høje forskningstårn vurderede stedets gasformige kviksølvaflejring fra trækronen til skovbunden.

"Seksoghalvfjerds procent af kviksølvaflejringen i denne skov kommer fra gasformigt atmosfærisk kviksølv. Det er fem gange større end kviksølv aflejret af regn og sne og tre gange større end kviksølv, der bliver aflejret gennem affald, som er kviksølv, der overføres af blade, der falder til jorden, og som tidligere er blevet brugt af andre forskere som en proxy til estimering af gasformig kviksølvaflejring i skove, " sagde Obrist.

"Vores undersøgelse tyder på, at kviksølvbelastning i skove er blevet undervurderet med en faktor på omkring to, og at skove på verdensplan kan være en meget større global absorber og opsamler af gasformigt kviksølv, end der nu antages. Denne større akkumulering end forventet kan forklare overraskende højt kviksølv niveauer observeret i jord på tværs af landlige skove, " han sagde.

Planter synes at dominere som en kilde til kviksølv på landjorden, tegner sig for 54 til 94 procent af aflejringerne i jord i hele Nordamerika. Den samlede globale mængde kviksølv deponeret på land er i øjeblikket anslået til omkring 1, 500 til 1, 800 tons om året, men det kan være mere end det dobbelte, hvis andre skove viser lignende niveauer af aflejring, ifølge Obrist.

Forskerne fortsætter deres arbejde i en anden skov i Howland i det nordlige Maine. Howland Forest, et næsten 600 hektar stort forskningssted fuldt af stedsegrønne, der bevarer deres blade året rundt, byder på et anderledes habitat end løvskoven i Petersham. Vurdering af begge skove vil give forskere mulighed for at undersøge forskelle i kviksølvakkumulering mellem forskellige skovtyper, sagde Obrist.

Arbejdet giver Roy en praktisk forskningserfaring, en UMass Lowell Honors College-studerende, der blev inviteret til at blive medlem af universitetets Immersive Scholar-program i 2019. Initiativet gør det muligt for førsteårsstuderende med fremragende akademiske akkreditiver at deltage i laboratoriearbejde og forskning lige fra starten af ​​deres akademiske studier.

"Det er virkelig spændende at være medforfatter, " sagde Roy. "Denne undersøgelse gjorde det muligt for os at kvantificere, hvor meget kviksølv der bliver akkumuleret i denne type skov. Modelbyggere kan bruge disse resultater til at forbedre deres forståelse af, hvordan kviksølv kredser gennem miljøet på globalt plan, og hvordan det kan ændre sig i fremtiden."

Roy hjalp med at analysere de data, der blev indsamlet i feltet.

"Erics bidrag til undersøgelsen er enorme. Det er ikke særlig almindeligt, at en kandidat spiller en så vigtig rolle i en major, føderalt finansieret forskningsprojekt, " sagde Obrist. "Hans arbejde er virkelig imponerende, og han er blevet mere og mere aktiv i dataanalyse og laver komplekse fluxberegninger og databehandling. Han tjente virkelig sig selv anden forfatterposition i papiret i Proceedings of the National Academy of Sciences ."