Menneskelig aktivitet får giftig thallium til at trænge ind i Østersøen, viser ny undersøgelse

Menneskelige aktiviteter tegner sig for en betydelig mængde – alt fra 20 % til mere end 60 % – af giftigt thallium, der er kommet ind i Østersøen i løbet af de sidste 80 år, ifølge ny forskning udført af forskere tilknyttet Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) og andre institutioner.

I øjeblikket er mængden af ​​thallium (elementsymbol TI), som betragtes som det mest giftige metal for pattedyr, stadig lav i Østersøens havvand. Forskningen tyder dog på, at mængden af ​​thallium kan stige på grund af yderligere menneskeskabte eller menneskeskabte aktiviteter eller på grund af naturlig eller menneskelig gen-iltning af Østersøen, der kan gøre havet mindre sulfidrigt.

Meget af thalliumet i Østersøen, det største menneskeskabte hypoxiske område på Jorden, akkumuleres i sedimentet takket være rigelige sulfidmineraler.

"Menneskeskabte aktiviteter frigiver betydelige mængder af giftig thallium årligt. Denne undersøgelse beviser en stigning i mængden af ​​thallium leveret af menneskeskabte kilder til Østersøen siden ca. 1947," ifølge tidsskriftsartiklen, "Anthropogenic force of the Baltic Sea thallium cycle, " offentliggjort i Environmental Science &Technology .

"Mennesker frigiver en masse thallium til Østersøen, og det bør folk gøres opmærksomme på. Hvis dette fortsætter - eller hvis vi ændrer kemien i Østersøen yderligere i fremtiden, eller hvis det naturligt ændrer sig - så kan mere thallium Det ville være bekymrende på grund af dets toksicitet," sagde Chadlin Ostrander hovedforfatter af artiklen, som han udførte som en postdoktor i WHOI's Department of Marine Chemistry and Geochemistry. I øjeblikket er han assisterende professor ved Institut for Geologi og Geofysik ved University of Utah.

Til undersøgelsen satte forskerne sig for bedre at forstå, hvordan thallium og dets to stabile isotoper ²⁰³ Tl og ²⁰⁵ Tl cykles i Østersøen. For at skelne moderne thallium-cykler blev koncentrations- og isotopforholdsdata indsamlet fra havvand og lavvandede sedimentkerneprøver. For at rekonstruere thallium-cykling længere tilbage i tiden, supplerede forskerne deres korte kerneprøver med en længere sedimentkerne, som var blevet indsamlet tidligere nær en af ​​de dybeste dele af havet.

De fandt, at Østersøens vand var betydeligt mere beriget i ²⁰⁵ Tl end forudsagt. Denne berigelse startede omkring 1940 til 1947 i henhold til den længere sedimentkerne.

Det ville være "meget tilfældigt", hvis ²⁰⁵ Tl-stigning var ikke forbundet med de "næsten samtidige tendenser forbundet med menneskeskabte aktiviteter," hedder det i artiklen.

Selvom de nøjagtige kilder til thalliumstigningen endnu ikke er kendt, indikerer artiklen, at den regionale cementproduktion, som blev forbedret efter slutningen af ​​Anden Verdenskrig, kan spille en vigtig rolle, med andre mulige kilder, herunder kulforbrænding og ristning af pyrit , et jernsulfid.

"For mig er det vigtigste aspekt af undersøgelsen, at vi dybest set opdagede, at store dele - hvis ikke det meste - af Østersøen er forurenet med det giftige metal thallium fra menneskelige aktiviteter omkring bassinet," sagde medforfatter Sune Nielsen. en adjungeret videnskabsmand i WHOI's afdeling for geologi og geofysik.

"Så vidt jeg ved, udgør dette det geografisk mest omfattende område med thalliumforurening, der nogensinde er dokumenteret. Det har længe været kendt, at Østersøen har været stærkt påvirket af menneskeskabt aktivitet, ikke mindst via det stadigt mere vedvarende ilttab, der har ført til til store tab for fiskeindustrien gennem de sidste mange årtier.

"Som dansk statsborger følger jeg de (dårlige) nyheder om Østersøen i de danske medier, og vores fund tilføjer blot endnu en dimension til de i forvejen dårlige forhold i bassinet for livet i havet. Selvom thalliumforurening måske ikke er den mest umiddelbare bekymring for Østersøens økosystem er der ingen tvivl i mit sind om, at det øger behovet for at gøre noget for at bringe Østersøen tilbage til en tilstand, hvor mennesker og havliv kan eksistere sammen naturligt."

"Vores data styrker beviser på, at fjernelse af thallium fra havvand og opbevaring i sedimenter er stramt styret af fraværet af ilt og tilstedeværelsen af ​​sulfid," sagde medforfatter Colleen Hansel, en seniorforsker i WHOI's afdeling for marin kemi og geokemi.

"Det er derfor bekymrende, at de seneste bevægelser for at 'løse anoxiproblemet' i Østersøen involverer pumpning af ilt i bundvandet. Denne iltning af Østersøen vil sandsynligvis føre til frigivelse af thallium, såvel som andre sulfid-hostede metaller som f.eks. kviksølv, i det overliggende havvand, hvor de kunne bioakkumulere til giftige niveauer i fisk.

"Vi forudser, baseret på aktiviteter i regionen, at kilden til thalliumforureningen er historisk cementproduktion i regionen. Da cementproduktionen fortsætter med at stige globalt, kan denne forskning tjene til at advare producenterne om behovet for at afbøde potentielle nedstrømseffekter af cementovnstøv på omgivende akvatiske og marine økosystemer.

"Denne undersøgelse fremhæver nytten af ​​isotoper til at identificere kilder til forurenende stoffer til marine økosystemer, hvilket er vanskeligt at adskille med koncentrationsdata alene."

Flere oplysninger: Chadlin M. Ostrander et al., Anthropogenic Forcing of the Baltic Sea Thallium Cycle, Environmental Science &Technology (2024). DOI:10.1021/acs.est.4c01487

Journaloplysninger: Miljøvidenskab og -teknologi

Leveret af Woods Hole Oceanographic Institution