Ученые измеряют содержание ртути в мировом океане

Хотя дни странного поведения среди производителей шляп являются делом прошлого, ртуть представляет опасность для человека и окружающей среды по сей день.

Ртуть является природным элементом, а также побочным продуктом таких действий человека, как сжигание угля и производство цемента. Оценки ее «биодоступных» форм, которые могут поглощаться животными и людьми, играют важную роль во всем: от разработки международного договора, предназначенного для защиты людей и окружающей среды от выбросов ртути, до установления государственной политики по предупреждению населения о потреблении морепродуктов.

Тем не менее удивительно мало известно о том, сколько ртути попадает в окружающую среду в результате человеческой деятельности или сколько биодоступной ртути присутствует в мировом океане.

Группа ученых, которая включает исследователей из Океанографического института Вудс-Хол (ВХОИ), Государственного университета Райта, Южно-Пиренейской обсерватории во Франции и Королевского Нидерландского института морских исследований, выполнила работу, результаты которой опубликованы в журнале «Природа» и предоставляют первое прямое вычисление выбросов ртути в мировой океан на основе данных, полученных из отбора проб за 12 круизов в течение последних 8 лет. Работа, которая финансировалась Национальным научным фондом США и Европейским исследовательским советом во главе с морским химиком ВХОИ Карлом Ламборгом, также обеспечивает понимание глобального распределения ртути в морской среде.

«Казалось бы, если мы хотим регулировать выбросы ртути в окружающую среду и исключить попадание их в пищу, которую едим, то мы должны прежде всего знать, сколько ртути есть и сколько прибавляется каждый год благодаря человеческой деятельности, — сказал Ламборг, изучающий ртуть в течение 24 лет. — На данный момент нет, однако, никакого способа для определения в пробе воды доли ртути от промышленных выбросов и ртути из природных источников. Теперь у нас есть способ, по крайней мере, отделить объемные вклады из естественных и антропогенных источников».

Группа начала работу, опираясь на набор данных, которые предлагают подробное описание уровня океанического фосфата — вещества, которое является лучше изученным, чем ртуть, и которое ведет себя в океане во многом похоже. Фосфат, являясь питательным веществом, также как ртуть, участвует в морской пищевой сети путем связывания с органическим материалом. Определяя соотношение количества фосфата и ртути на глубине более чем 1 000 метров, где вещества не контактировали с атмосферой Земли со времен промышленной революции, группа смогла оценить содержание ртути в океане, которая возникла из природных источников, таких как пробои или «выветривание» пород.

Их выводы согласованы с тем, что они хотели увидеть, учитывая известную картину циркуляции мирового океана. Североатлантический бассейн, например, показал наиболее очевидные признаки ртутных загрязнений, потому что там поверхностные воды находятся под влиянием изменений температуры и солености с образованием глубоких и промежуточных водных потоков. Тропическая и Северо-Восточная части Тихого океана, наоборот, были относительно устойчивыми, поскольку требуются века для циркуляции глубокой океанической воды в те регионы.

Но чтобы определить вклад ртути от человеческой деятельностью требуется еще один шаг. Для оценки мелких вод и представления количества ртути в масштабах всего бассейна мирового океана, команда нуждалась в трассирующем веществе, которое может быть связано с основными мероприятиями, в которых ртуть выбрасывается в окружающую среду. Они нашли его в лице одного из самых хорошо изученных газов прошедших 40 лет — двуокиси углерода. Базы данных содержания СО2 в водах океана обширны и легко доступны для каждого океанического бассейна практически на всех глубинах. Поскольку большая часть ртути и CO2 из антропогенных источников вытекают из одних и тех же мероприятий, команда смогла вывести индекс, связывающий два вещества, и использовала его в вычислении количества и распределения антропогенной ртути в мировых океанических бассейнах.

Анализ их результатов показал грубое соглашение с моделями, используемыми ранее, что океан содержит от 60 000 до 80 000 тонн ртутных загрязнений. Кроме того, они обнаружили, что в водах на глубине менее 100 м концентрация ртути выросла в три раза со времен промышленной революции, и что океан в целом показал прирост примерно на 10 процентов по сравнению с доиндустриальным уровнем ртути.

«В ближайшие 50 лет мы вполне можем увидеть подъем уровня ртути, какой наблюдали в прошлые 150 лет, — сказал Ламборг. — Беда в том, что мы не знаем, как все это отражается на рыбе и морских млекопитающих. Это, скорее всего, означает, что некоторые виды рыб также содержат, по меньшей мере, в три раза больше ртути, чем 150 лет назад, но эта цифра может быть и больше. Теперь у нас есть некоторые твердые цифры, на основе которых продолжается работа».

«Ртуть является экологическим ядом, обнаруживаемым повсеместно, куда бы мы ни посмотрели, в том числе в пропасти мирового океана, — говорит Дон Райс, директор Национального научного фонда (ННФ) Химической программы океанографии, который финансировал исследование. — Ученые напомнили нам, что проблема далека от разрешения, особенно в просторах мирового океана, где антропогенный фактор проявляется наиболее четко».