Примерно в 2010 году глубокие воды Большого Соленого озера в штате Юта содержали высокие уровни токсичной метилртути. Измерения содержания ртути в водоплавающих птицах, окружающих озеро, привели к редкому предупреждению о потреблении человеком уток.
Но к 2015 году 90 процентов глубинной ртути исчезло.
Исчезновение ртути произошло не из-за агрессивной экологической политики или широкомасштабных усилий по очистке. Вместо этого это часть истории, включающей крупномасштабный незапланированный химический эксперимент, иногда вонючее озеро и уток, в которых ртуть не исчезла. История рассказана в статье, опубликованной в журнале Environmental Science & Technology.
Железнодорожная линия Union Pacific пересекает озеро, разделяя его на меньший северный рукав и больший южный рукав, при этом линия проходит прямо у основания северных расширений озера, похожих на уши кролика. Поскольку северный рукав не имеет крупного притока реки, он намного более соленый, чем южный рукав. Две водопропускные трубы на железнодорожной линии позволяли соленой воде северного рукава течь в южный рукав и из-за ее более высокой плотности опускаться на дно южного рукава.
Разница в плотности между глубокими и мелкими водами предотвратила перемешивание, говорит профессор геологии и геофизики Уильям Джонсон, и предотвратила проникновение свежего кислорода в более глубокие слои воды. Разлагающееся органическое вещество на дне озера высасывало весь кислород из соленого слоя, заставляя микроорганизмы искать что-то еще, чтобы «дышать».«Без кислорода некоторые бактерии превращаются в нитраты, чтобы подпитывать химические процессы жизни. Когда нитраты заканчиваются, они превращаются в железо, марганец и, наконец, сульфат. Жители Долины Соленого озера, возможно, заметили побочный продукт сульфатного дыхания. бактерии - сульфид, вонючий запах тухлых яиц, исходящий от озера. Другим побочным эффектом является то, что бактерии превращают элементарную ртуть в токсичную метилртуть.
«Меркьюри действительно хитрый», - говорит Джонсон. «Он меняет форму». Элементарная ртуть, подобная той, что содержится в старых термометрах, легко испаряется и циркулирует в атмосфере. Он может прикрепляться к частицам пыли и дождю с неба в процессе, называемом атмосферным осаждением. Из-за большой площади поверхности Большого Соленого озера в него поступает много ртути. Токсичной формой элемента является метилртуть, которая токсична для нервной системы и может продвигаться вверх по пищевой цепи, поскольку высшие организмы накапливают метилртуть, присутствующую в их добыче.
Когда чиновники по охране дикой природы начали замечать повышенный уровень ртути у водоплавающих птиц в заболоченных местах озера, примерно в то же время ученые-геологи обнаружили повышенный уровень ртути в глубинах озера, все они подумали о связи между утками и глубоким слоем рассола. скорее всего.
«Это породило ожидание, что существует связь между этими высокими концентрациями метилртути в глубоком слое рассола и повышенными концентрациями в водоплавающих птицах на водно-болотных угодьях, прилегающих к озеру», - говорит Джонсон..
Затем, в 2013 году, Union Pacific перекрыла железнодорожные водопропускные трубы для ремонта, перекрыв поток соленой воды из северного рукава в южный рукав. Когда Джонсон и его коллеги, Фрэнк Блэк из Вестминстерского колледжа и Блэр Стрингхэм из Департамента природных ресурсов штата Юта, в 2015 году взяли образцы глубоководного солевого слоя и донных отложений озера, они обнаружили, что метилртуть как в воде, так и в отложениях, снизился на 88 процентов.
«Кажется очевидным, что глубокий слой рассола был шапкой», - говорит Джонсон. Без постоянного притока воды северного рукава глубокий слой рассола в конце концов смешивался с вышележащей водой, принося кислород и превращая метилртуть в другие формы, возможно, в элементарную ртуть, которая испарялась бы в атмосферу.
А утки? Тушки водоплавающих птиц, собранные как до, так и после закрытия водопропускной трубы, не показали значительных изменений уровня ртути. «Если существует прямая связь между окружающей средой на дне озера и содержанием ртути в утках, можно подумать, что вы увидите соответствующее снижение содержания ртути в биоте», - говорит Джонсон. «Мы этого не видели».
Источник метилртути в водно-болотных угодьях до сих пор неизвестен, как и точный механизм исчезновения ртути из глубоких озер. Но Джонсон, Блэк, а теперь и Геологическая служба США еще не закончили с озером. В декабре 2016 года Union Pacific открыла новую брешь в дамбе, снова соединив северный и южный рукава Большого Соленого озера. Пролом шире, чем старые водопропускные трубы, и теперь исследователи ждут, восстановится ли бескислородный глубокий соляной слой и не появится ли на дне озера еще один «фабрика по производству метилртути», говорит Джонсон.