https://frosthead.com

Mystery at Sea

I USA og mange steder rundt om i verden får folk størstedelen av inntaket av kvikksølv fra havfisk - spesielt tunfisk. Fisk har noen helsemessige fordeler, men for mye kvikksølvforbruk kan forårsake utviklingsdefekter hos små barn. Forskere forstår hvordan kvikksølv tar seg inn i ferskvannsarter, men fordi hav er så mye større og dypere, er de ikke sikre på at prosessen er den samme.

Denne usikkerheten ble understreket i mai 2006, da Superior Court i San Francisco avgjorde at tunbedrifter ikke trenger å inkludere kvikksølvvarsler på bokser. I stor grad hang beslutningen av om kvikksølv som ble funnet i havfisk stammet fra menneskeskapt industri, for eksempel kullforbrenningsfabrikker som avgir gassen, eller fra et naturlig sted, som havbunnen. Etter rettens mening var to ting klare: Ingen vet egentlig hvor havfisk trekker sammen kvikksølvet. Og det lille som er kjent antyder at det ikke kommer fra menneskelig forurensning.

"Et av de store spørsmålene er, hvor kommer kvikksølv i tunfisk og havfisk fra? Fordi det er her de fleste får kvikksølvet, " sier seniorforsker Cynthia Gilmour fra Smithsonian Environmental Research Center i Edgewater, Maryland. Det store spørsmålet har store konsekvenser for folkehelsen. Hvis kvikksølv i fisk stort sett kommer fra atmosfæren, kan utslippsbestemmelser og annen innsats over tid gjøre fisk tryggere å spise. Hvis havfisk får kvikksølvet fra det naturlige miljøet, er det imidlertid det eneste innflytelsesrike alternativet å utdanne kvinner om helseeffektene av kvikksølv på ufødte og små barn. "Det er ganske viktig å vite det, " sier Gilmour, "og vi vet ikke."

Det er ikke tilfelle i ferskvannskilder, der prosessen er godt studert. Regn vasker kvikksølv ned fra luften på elver, innsjøer og farvann. Mikroorganismer omdanner den til en skadelig form, metylkvikksølv. Små fisker konsumerer mikrober, store fisker spiser den lille fisken, og etter hvert lander giftstoffet i kjøkken. Denne hendelseskjeden kan skje raskt. I forskning publisert på nettet forrige uke i Proceedings of the National Academy of Sciences, fant Gilmour og hennes kolleger at kvikksølv dukket opp i innsjøfisk så snart to måneder etter at den hadde landet på vannoverflaten. Mengden kvikksølv som slippes ut i atmosfæren er tredoblet, av noen estimater, i løpet av det siste århundret med industriell aktivitet. Som et resultat sier de fleste forskere med tillit at reduserte menneskeskapte kvikksølvutslipp på sikt vil gjøre fisk fra noen innsjøer og elver tryggere å spise.

I hav er forskere imidlertid ikke sikre på at kvikksølv følger den veien. De høye kostnadene for forskningsskip og den store størrelsen på havet gjør marin datainnsamling til en lang prosedyre. I tillegg kan mye arbeid med hav kvikksølv som ble gjort før om lag 1980 ødelegges av forurensede instrumenter. "Vi har ikke mye data for havet. Det er overraskende sparsomt, " sier biogeokjemist William Fitzgerald ved University of Connecticut. Men i løpet av det siste tiåret har forskere gjort et press for å fylle dette tomromet i forståelse. Arbeidet er "endelig å komme gjennom på en bred måte, " sier han.

Som et resultat begynner forskere bare å dele det store bildet. De er generelt enige om at tre steder produserer dette metylkvikksølv: ventiler på havbunnen, kystområder og vannsøyler nær overflaten. Vent kvikksølv, sannsynligvis tusenvis av år gammel, ville bli produsert uavhengig av menneskelig aktivitet. Metylkvikksølv fra kysten eller overflaten vil imidlertid sannsynligvis være et resultat av industriell forurensning. Den proporsjonale virkningen av hver avenue er mye mindre klar.

"Akkurat nå vil jeg si at ingen har funnet en kilde til metylkvikksølv i havet som lett kan redegjøre for hva vi finner når det gjelder metylkvikksølv i fisk i åpent hav, " sier geokjemist François Morel fra Princeton University. "Det har vært vanskelig å finne ut hvor den kommer fra, hvor den skal. Nå begynner vi å forstå."

I 2003 målte Morel og noen kolleger kvikksølvnivået av gulfint tun fanget nær Hawaii i 1998 og sammenlignet dem med målinger som ble tatt av andre forskere fra tunfisk fanget i 1971. Kvikksølv fra industrielle utslipp ville bosette seg nær overflaten, så hvis det er der metylkvikksølv i havet produseres fisk, da burde 1998-fisken ha merkbart høyere mengder kvikksølv, foreslo forskerne. I stedet fant Morels gruppe ingen forskjell i det hele tatt mellom de to fiskeprøvene, rapporterte de i tidsskriftet Environmental Science and Technology .

De fleste amerikanere får kvikksølvet sitt fra tunfisk, som vanligvis lever i det åpne hav. Men ny forskning har vist at tunfisk (fanget utenfor kysten av Maryland) noen ganger lever nær kysten før de drar ut igjen til sjøen. (IStockphoto) Terill Holweg (til høyre, i 2005) og Tyler Bell samler inn Chesapeake Bay sedimentprøver som skal testes for kvikksølv. Metylkvikksølv produsert i bukta og andre kystsoner kan bidra til nivåer av giftstoffet som finnes i fisk fra havet. (Med tillatelse fra Gilmour Lab) Overraskende lite er kjent om hvordan metylkvikksølv tar seg inn i fisk som lever i havet (RV Sharp på en forskningstur på Chesapeake Bay). Kvikksølv kan forårsake utviklingsproblemer hos små barn når for mye konsumeres. (Med tillatelse fra Gilmour Lab) Et "rent" mobilt forskningslaboratorium blir løftet inn på RV Cape Hatteras i juli 2005. Kvikksølvetester er utsatt for forurensning; Noen studier som ble utført for flere tiår siden, er blitt stilt spørsmål ved fordi utstyret kan ha blitt besatt. (Med tillatelse fra Gilmour Lab) Rob Mason tar en vannprøve ombord RV Cape Henlopen i mai 2005. "Det som skjer i sokkelen ser ut til å være veldig viktig, " sier Mason og viser til metylkvikksølvproduksjon langs kysten. (Med tillatelse fra Gilmour Lab)

Forskerne konkluderte med at metylkvikksølv i tun ikke kom fra atmosfæriske utslipp, men snarere fra en naturlig kilde - hydrotermiske ventilasjonsåpninger på bunnen av havet. Selv om tunfisk lever i den øvre delen av havet, kan de muligens trekke seg ut av kvikksølv ved å spise fisk som tilbringer tid på dypt hav.

Funnene ga sterke reaksjoner i forskningsmiljøet. Noen hevder at de to tunbestandene ikke er sammenlignbare. Gula fin tunfisk har blitt kraftig fisket siden 1971, og fisketrykk kan endre kvikksølvnivået i visse fiskebestander, sier vannoksitoksikolog James Wiener ved University of Wisconsin-LaCrosse. Andre mener at kvikksølv i atmosfæren ikke har drevet langt nok ut i havet ennå til å måle en endring.

Til tross for kritikken førte studien til noe viktig havforskning. For å studere virkningen av ventilasjonsåpninger sendte en gruppe forskere ledet av Carl Lamborg fra Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts en robot ned 1, 7 mil for å samle prøver fra Stillehavets Gorda Ridge. I 2006 publiserte forskerne resultatene - den første noensinne basert på metylkvikksølv i en ventil - i tidsskriftet Geophysical Research Letters . De konkluderte med at nivåene av kvikksølv var ganske høye i ventilasjonsåpninger, men ikke ganske høye nok til å støtte mengden som ble funnet i fisk på overflaten.

Funnene tyder på at selv om ventilasjonsåpninger kan være en kilde til metylkvikksølv, er de sannsynligvis ikke viktige, sier Chad Hammerschmidt fra Wright State University, en medforfatter på papiret. Selv Morel, som fungerte som et sentralt vitne for tunfiskbedriftene i San Francisco-saken, sier nå at ventilasjonsåpningene ikke utgjør nok metylkvikksølv til å forsyne den til overflatefisk. Men denne erkjennelsen i seg selv, sier han, forklarer fortsatt ikke hvor flertallet av kvikksølv kommer fra.

Av den grunn er det mange forskere som fokuserer på hvordan metylkvikksølv som er opprettet i kyststrøkene kan nå fisk i det åpne hav. Gilmour og Rob Mason fra University of Connecticut leder en studie av hvordan metylkvikksølv samler seg på havhyllen og Chesapeake Bay. De analyserte sediment fra ni områder langs den midt-atlantiske kysten og fant bevis på metylkvikksølvproduksjon på kontinentalsokkelen, så vel som i skråningen som bryter av under sokkelen. Arbeidet er ennå ikke fullført, men "resultatene våre antyder at du ikke kan ignorere kantene, " sier Mason. "Det som skjer i sokkelen ser ut til å være veldig viktig."

Metylkvikksølv fra kysten kan transporteres ut på havet på flere måter. Tunfisk og andre åpne havfisker kan svømme inn til kysten, spise forurenset kystfisk og svømme tilbake. En studie publisert i Nature i 2005, ledet av Barbara Block fra Stanford University, viser at blåfint tun tilbringer mye tid i nærheten av østkysten for å fôre områder før du svømmer langt ut i havet - til og med vandrer over Atlanterhavet.

Strømmer kan også vaske kvikksølv ut fra kysten. Noen forskere har trodd at sollys ville bryte ned den giftige forbindelsen før den nådde langt ut i havet, men nye bevis for bevegelse av andre metaller, for eksempel jern, begynner å utfordre den bekymringen, sier Fitzgerald.

"Det er økende bevis for viktigheten av kystsonen, " sier han. "Det er virkelig spennende. Det har vært der lenge, og vi har ikke lagt nok oppmerksomhet til det."

Det kanskje største spørsmålet er hvor mye kvikksølv som kan omdannes til metylkvikksølv på havoverflaten. Vanlig visdom har vært at bare bakterier som lever i oksygenfrie områder kan produsere denne konverteringen. Imidlertid har Mason gjort arbeid nær ekvator i Stillehavet og viser at metylering faktisk kan forekomme i vann med lite oksygen. Det gjenstår å se om nok av disse regionene eksisterer til å ha stor innvirkning på metylkvikksølvnivået i fisk.

Hvis det viser seg at metylkvikksølv kan opprettes nær vannoverflaten, kan utslippsbestemmelser ha en direkte innvirkning på mengden kvikksølv i tunfisk og annen fisk i havet, sier Mason. Det samme gjelder hvis påfølgende forskning støtter ideen om at metylkvikølv laget i kystsonen kan transporteres offshore.

Det forskere selvfølgelig vet, er at noe må gjøre rede for kvikksølvet som finnes i tunfisk og annen havfisk. "Realiteten er at alt metylkvikksølv sannsynligvis blir produsert i alle tre miljøer" - langs kyster, i dype lufteåpninger og i noen havoverflater - "men vi trenger mer arbeid for å analysere denne fraksjoneringen, " sier Mason. Foreløpig, bortsett fra i et tinghus i San Francisco, er juryen fremdeles ute.

Mystery at Sea