Kan vi förutse effekten av minskade kvicksilverutsläpp?

Kvicksilver finns naturligt i berggrunden men också i våra landskap, sjöar och hav. En del av det kvicksilver som cirkulerar i landskap och akvatiska miljöer ombildas till metylkvicksilver av bakterier som lever i sediment och jordar. Detta metylkvicksilver ackumuleras och anrikas i vattenlevande organismer och påverkar både djur och människors hälsa negativt.

Industriella processer samt förbränning av fossila bränslen har under de senaste 200 åren ökat den mängd kvicksilver som gjorts tillgänglig för metylering. I dag har tiotusentals sjöar i Sverige halter av kvicksilver i fisk som överstiger de gränsvärden som anses vara säkra för konsumtion och Svenska livsmedelsverket rekommenderar kvinnor i fertil ålder att äta exempelvis abborre, gädda och färsk tonfisk högst 2-3 gånger per år.

Det finns ambitioner att minska människans bidrag till det stora miljöproblemet och under ledning av FNs miljöprogram (UNEP) enades 140 länder, så sent som för några veckor sedan, i en historisk global överenskommelse om minskade kvicksilverutsläpp.

Det är dock oklart hur snabbt minskade utsläpp av kvicksilver kan resultera i minskade halter i fisk. Detta beror delvis på att det inte är känt hur det kvicksilver som finns lagrat från historiska utsläpp i sediment och jordar bidrar till kvicksilverhalterna i fisk. I sin avhandling har Sofi Jonsson utvecklat nya tekniker för att i experimentella system kunna särskilja bidrag från nya och gamla kvicksilverutsläpp.

Studien utförde hon med hjälp av experimentella slutna modellekosystem, så kallade mesokosmer, där förhållandena efterliknar de som förväntas i naturliga ekosystem. Mesokosmer består av stora tankar med vatten och sediment där temperatur och ljus kan detaljstyras. En mesokosmanläggning finns vid Umeå marina forskningscentrum. För att simulera nyligt deponerat kvicksilver tillsatte Sofi Jonsson isotopanrikat kvicksilver löst i vatten till vattenpelaren. Kvicksilver bundet till organiskt material och som en kristallin fas injicerade hon i sediment för att simulera tidigare deponerat kvicksilver.

Experimenten visade att kvicksilver som nyligt importerats till kustsystemet var betydligt mer tillgängligt för metylering och bioackumulering än den pool av kvicksilver som fanns lagrat i sedimentet.

– På grund av detta skulle man alltså kunna förvänta sig en relativt snabbt minskning av kvicksilver i fisk om den mängd kvicksilver som deponerats direkt från atmosfären till vattensystemet minskar, säger Sofi Jonsson.

Samtidigt visar dock studien att kvicksilver som transporteras via landavrinning kan fördröja återhämtningen av ekosystemet och att det finns en betydande risk att de miljöförändringar som klimatförändringar medför i stället kan leda till ökade halter av kvicksilver i vattenlevande organismer.

Detta beror på att klimatförändringar i Skandinavien förväntas leda till ökad landavrinning och därmed ökad transport av kvicksilver från mark till vatten. I avhandlingen visar Sofi Jonsson att både bildningen och bioackumuleringen av metylkvicksilver ökar för det kvicksilver som tillförs från mark till vatten.

Avhandlingsarbetet understryker betydelsen av en grundläggande förståelse för kvicksilvers processer på molekylär nivå för att modellera processer på ekosystemnivå. Baserat på resultat och hypoteser från experimentella studier, jämvikts- och kinetikmodelleringar samt teoribildning av processer på nanometerskala har Sofi Jonsson utformat experiment för mesokosmer, system som är tillräckligt komplexa för att resultaten ska kunna skalas upp på ekosystemnivå.

– Den nya tekniken kan få stor betydelse för möjligheterna att modellera och prediktera hur olika ekosystem kan förväntas svara på såväl minskade kvicksilverutsläpp som på klimatförändringsscenarier, säger Sofi Jonsson.

Sofi Jonsson är född och uppvuxen i Bollnäs och flyttade 2003 till Umeå och tog 2007 ut sin magisterexamen i kemi vid Umeå Universitet. Sofi har utfört sina doktorandstudier vid Umeå marina forskningscentrum samt vid kemiska institutionen, Umeå Universitet.

Läs hela eller delar av avhandlingen på:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-64286