Klimatförändring kan ge mer giftigt kvicksilver i plankton

Ett varmare klimat väntas leda till ökad landavrinning och tillförsel av organiskt material till vattenekosystem för stora regioner på norra halvklotet, inklusive Östersjön. Nu visar forskning vid Umeå universitet och SLU att detta kan orsaka upp till sju gånger ökad halt av giftigt metylkvicksilver i djurplankton på grund av ändrad struktur i den akvatiska näringskedjan. Studien publiceras i tidskriften Science Advances.

– Studien visar på ett fenomen som inte har beskrivits tidigare. Resultaten är samtidigt helt centrala för att kunna förutse hur ekosystems, och människors, exponering för metylkvicksilver kan påverkas av globala klimatförändringar, säger Erik Björn, docent vid Umeå universitet och ledare för forskningsprojektet.

https://vimeo.com/199795444/ced025ff7e

Filmklipp där Erik Björn berättar om studien (1:54 min).

Kvicksilver klassas av Världshälsoorganisationen WHO som en av de topp-10 kemikalier som utgör störst hot mot global folkhälsa. Problemen med kvicksilver orsakas främst av metylkvicksilver, en organisk kvicksilverförening som verkar som ett starkt nervgift och som ackumuleras i näringskedjan i hav och sjöar. Halterna av metylkvicksilver i fisk och andra organismer styrs både av den totala mängden kvicksilver i ekosystemen och av komplexa kemiska och ekologiska processer i miljön. Klimatförändringar och människors markanvändning förväntas påverka dessa processer på flera sätt, bland annat genom tillförsel av organiskt material, humusämnen, via bäckar och älvar från land till sjöar och hav.

Påverkar hur långt ner solljuset når i havet
Humusämnena påverkar vattenmiljön på många sätt, bland annat genom att minska hur djupt solljuset når ner i vattnet. Detta kan leda till en minskning i produktion av växtplankton via fotosyntes, och i stället gynna tillväxt av bakterier som kan nyttja humusämnen för sin tillväxt. Som en följd kan strukturen i näringskedjan ändras från att vara dominerad av växtplanktonproduktion (autotrof) till att vara dominerad av bakterieproduktion (heterotrof).

En heterotrof näringskedja har generellt fler nivåer av olika organismer och forskarnas hypotes var att detta leder till fler möjliga steg för metylkvicksilver att anrikas innan det når predatorer som djurplankton och fisk.

– Vår studie bekräftar detta och visar att en ökning på 15-20 procent av mängden organiskt material i vattenmassan kan orsaka en förändring från en autotrof till en heterotrof näringskedja och leda till att halterna metylkvicksilver ökar två till sju gånger i djurplankton, säger Erik Björn.

Effekterna måste studeras i hela näringskedjan
En ökning av mängden organiskt material med 15-20 procent är vad man räknar med att klimatförändringarna kan komma att orsaka i bland annat Östersjöregionen. Experimentet visar också att den uppmätta ökningen i metylkvicksilverhalt (två till sju gånger) är i samma nivå som den uppskattade totala ökningen (två till fem gånger) av kvicksilver i miljön orsakade av mänskliga utsläpp under hela industrialiseringen från 1850 fram till i dag.

– I perspektiv av ett förändrat klimat understryker våra resultat hur nödvändigt det är att inkludera effekterna av förändringar i näringskedjan i modeller för kvicksilvers omsättning i miljön och för riskbedömningar, säger Erik Björn.

Studien är ett samarbete mellan forskare vid Umeå universitet och Sveriges lantbruksuniversitet och kunde genomföras tack vare tillgång till den tekniskt avancerade mesokosmanläggningen vid Umeå marina forskningscentrum. Mesokosmerna består av vattenfyllda rör där såväl temperatur som ljus regleras, vilket ger möjlighet att genomföra storskaliga experiment under mycket kontrollerade former.

Originalartikel: Jonsson S. et al.: Terrestrial discharges mediate trophic shifts and enhance methylmercury accumulation in estuarine biota, Science Advances 2017;3: e1601239.

För mer information:
Erik Björn, Kemiska institutionen vid Umeå universitet
Telefon: 073 0709761
E-post: erik.bjorn@umu.se