Ртуть является широко распространенным токсикантом и загрязнителем окружающей среды, который перемещается по пищевой цепочке на обеденные тарелки людей. Хотя это глобальная проблема, правила использования ртути различаются во всем мире. В зависимости от того, где человек живет в отношении выбросов ртути, региональное восстановление оказывает минимальное влияние на местные рекомендации по потреблению рыбы. Это особенно верно в отношении чувствительного ландшафта, такого как Верхний полуостров Мичигана, где почти 80 процентов внутренних озер повреждены.
Для индейского сообщества Keweenaw Bay (KBIC) проблема достигает кульминации в вопросе, когда мы можем есть рыбу? Простого ответа трудно найти, но исследование, проведенное Мичиганским технологическим университетом, дало представление о том, что необходимо сделать, чтобы сделать рыбу безопасной для употребления в пищу.
Вопрос KBIC помог специалистам по биогеохимическому моделированию, инженерам-экологам и социологам соединить модели глобального переноса химических веществ с локальными воздействиями на KBIC и Верхний полуостров Мичигана. Исследование будет опубликовано на следующей неделе в рецензируемом журнале Королевского химического общества «Наука об окружающей среде: процессы и воздействия» (DOI: 10.1039/c7em00547d). человеческие системы.
Деликатные сообщества
Ртуть является загрязняющим веществом, способным обмениваться между атмосферой и поверхностью (ASEP), наряду с соединениями полихлорированного бифенила (ПХД), соединениями полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и другими стойкими органическими загрязнителями (СОЗ). Молекулы ASEP - это невидимые, безвкусные прыгуны по миру, которые могут путешествовать на большие расстояния.
В конце концов, они добираются до Великих озер, где они перемещаются по воздуху, ландшафту, воде и животным. Исследователи могут описывать движение и воздействие ASEP через политику, социально-экономическое давление, экосистемные услуги, факторы стресса, такие как изменение климата и землепользование, а также биогеохимический цикл. Ведущим исследователем исследования является Джудит Перлингер, профессор экологической инженерии в Мичиганском технологическом институте. Она говорит, что этот проект является примером использования передовой науки для ответа на актуальный для сообщества вопрос.
«Мы берем явления, которые действуют в глобальном масштабе, и предсказываем, что они будут делать», - говорит Перлингер, добавляя, что ключевой частью проекта является работа с KBIC. «Очевидно, что проблема важна для них, так как же мы можем сделать науку актуальной для них?»
Для этого возьмите большую команду: шесть институтов, 36 исследователей и 11 партнерских организаций. Команда Перлингера использует GEOS-Chem, глобальную трехмерную эйлерову модель переноса химических веществ. Он широко использовался для лучшего понимания химии и состава тропосферы. Для ASEP GEOS-Chem анализирует источники выбросов, миграцию, обменные курсы и места отдыха загрязняющих веществ и в сочетании с моделированием баланса массы позволяет понять водную динамику системы.
Чувствительные пейзажи
В документе «Наука об окружающей среде: процессы и последствия» Перлингер и ее команда сосредоточились на ртути и трех различных сценариях политики до 2050 года.
Во-первых, они проанализировали желательные цели, при которых все выбросы ртути из антропогенных источников устранены; во втором они рассмотрели умеренное сокращение, основанное на политике в действии; а в третьем они оценили сценарий минимального регулирования без каких-либо политических действий.
Они обнаружили, что за время существования сообщества KBIC мало что изменится. Ноэль Урбан, профессор экологической инженерии и исследователь проекта, занимающийся биогеохимией загрязняющих веществ, говорит, что процесс, скорее всего, займет поколения, прежде чем достигнуть уровней, которые общество считает безопасными.
«Люди предполагают, что то, что откладывается в лесу, также откладывается в озере, что не соответствует действительности, поэтому модели просчитались», - говорит Урбан, добавляя, что обратная связь между наземными и водными системами также занимает больше времени, чем считали исследователи ранее.«Это очевидно в Великих озерах, а Верхний полуостров - особенно чувствительная местность к ртути».
Что касается отслеживания содержания ртути, компания Urban получает данные о концентрации ртути в рыбе из озер и оценивает содержание ртути в рыбе из аналогичных водоемов вместе с Индийской комиссией по рыболовству и дикой природе Великих озер (GLIFWC) - одной из организаций-партнеров проекта. Они обнаружили, что ртуть сохраняется по-разному в зависимости от размера озера.
"Какой яд тебе нужен?" - спрашивает Урбан. «Идите к большим озерам и получайте ПХД, идите к маленьким озерам и получайте ртуть».
Проще говоря, нет простого ответа на вопрос KBIC.
Чтобы уточнить ответ, Урбан, Перлингер и их команда планируют продолжить отбор проб в местных озерах Верхнего полуострова, оценить региональное воздействие на Великие озера и проверить свои выводы с помощью глобальных моделей. Их междисциплинарная работа углубляет понимание круговорота ртути и точности моделирования, оценивает многомасштабную политику и дает представление о передовом опыте вовлечения местных общин коренных народов в глобальные исследования.
Environmental Science: Processes & Impacts публикует высококачественные статьи во всех областях экологических химических наук, включая химию воздуха, воды, почвы и отложений. Мы приветствуем исследования в области экологической судьбы и воздействия антропогенных и природных загрязнителей, как химических, так и микробиологических, а также связанных с ними природных процессов круговорота элементов.