Kvikksølvopptak via bladverk bidrar sterkt til den globale avsetningen av atmosfærisk kvikksølv. Det viser en ny studie der NILU-forskere har deltatt.
CO2-nivåene i atmosfæren varierer med årstidene, fordi vegetasjon tar opp CO2-gass gjennom bladene for å produsere biomasse. Derfor er CO2-nivåene lavere om sommeren enn om vinteren.
En ny studie, ledet av forskere fra det franske Centre National de la Recherche Scientifique, i samarbeid med Université Grenoble Alpes og andre internasjonale samarbeidspartnere, viser at atmosfærisk forurensende kvikksølv viser tilsvarende sesongvariasjon som CO2.
Regn, snø og løvfall
Ved å sammenligne kvikksølvobservasjoner fra 50 skognære, marine og urbane overvåkningsstasjoner, viser studien publisert i Nature Geoscience (26. mars 2018) at vegetasjonens opptak av kvikksølv er viktig på verdensplan. Forskerne anslår at den biologiske «kvikksølvpumpen» årlig kutter halvparten av alle globale menneskeskapte kvikksølvutslipp.
Hvert år slipper ulike industrier ut mellom to og tre tusen tonn kvikksølv til atmosfæren. Siden kvikksølv har en atmosfærisk levetid på ca. 6 måneder, sprer disse utslippene seg over hele kloden. Men det som går opp må til slutt komme ned, og dette gjelder også for kvikksølv. Det har lenge vært antatt at atmosfærisk kvikksølvavsetning hovedsakelig foregår via nedbør i form av regn eller snø, og overvåkningsstasjonene måler våtavsetning av kvikksølv over hele verden.
Et langsomt økende eksperimentelle, felt- og modelleringsstudier har antydet at bladverket også kan ta opp elementært kvikksølv i gassform direkte fra atmosfæren. Om høsten blir kvikksølvet i bladverket overført til det underliggende jordsystemet når bladene råtner og går i oppløsning. Likevel har betydningen av denne globalt dekkende, alternative deponeringsbanen aldri blitt fullstendig anerkjent.
Nøkkelstasjonene Birkenes og Amsterdam Island
For å forstå om bladopptak av atmosfærisk kvikksølv er viktig i global sammenheng, har Martin Jiskra og Jeroen Sonke fra laboratoriet til Géosciences Environnement Toulouse inngått et samarbeid med forskere som overvåker atmosfærisk kvikksølv og CO2-nivåer på verdensbasis.
CO2 har en kjent sesongvariasjon med lavest konsentrasjon på sensommeren, når vegetasjons- og bladveksten går mot slutten, og høyere nivåer om vinteren. Til sin overraskelse fant forskerne ut at kvikksølv og CO2 viser de samme sesongvariasjonene ved fem overvåkningsstasjoner i skogområder på den nordlige halvkule.
Den sterke korrelasjonen mellom resultatene fra Birkenesobservatoriet i Sør-Norge er vist i figuren nederst i saken. Birkenes er en av de få stasjonene med høy tidsoppløsning for både kvikksølv og CO2. Sammen med observasjonene av kvikksølv og CO2 gjort ved observatoriet på Amsterdam Island, viste disse seg å være sentrale for å identifisere vegetasjonens rolle. På Amsterdam Island-stasjonen, omgitt av 3000 km hav i alle retninger, viser både kvikksølv og CO2 nesten ingen sesongvariasjon (se figur nederst).
Sesongvariasjonen størst i innlandet
Deretter tok forskerne for seg de atmosfæriske overvåkningsdatabasene fra EMEP (http://ebas.nilu.no/), AMNet og CAMnet. De undersøkte sesongmessige kvikksølvobservasjoner for ytterligere 43 steder over hele verden – men disse hadde ikke CO2-observasjoner. Det de fant ut, var at spennet i de sesongmessige atmosfæriske kvikksølvvariasjonene er størst ved overvåkningsstasjoner i innlandet, vekk fra kysten.
På alle de landbaserte stasjonene fant forskerne sterke omvendte korrelasjoner mellom den fotosyntetiske aktiviteten observert via satellitter, og kvikksølvkonsentrasjoner. Ved urbane overvåkningsstasjoner fant de ikke de samme korrelasjonene, der ble kvikksølvets sesongvariasjon «overkjørt» av lokale menneskeskapte kvikksølvutslipp. Forskerne konkluderte med at vegetasjon fungerer som en biologisk «sluk» for atmosfærisk kvikksølv, og spiller en avgjørende rolle i den observerte atmosfæriske kvikksølvvariasjonen.
Ved å sammenligne 20% av den sesongmessige kvikksølvvariasjoner med den kjente mengden kvikksølv i atmosfæren (~ 5000 tonn), anslår forskerne at vegetasjonen fjerner ca. 1000 tonn kvikksølv via bladopptak. Dette beløpet tilsvarer halvparten av det årlige globale menneskeskapte kvikksølvutslippet.
Forskerne foreslår også at den dokumenterte 30% økningen i den globale primærproduksjonen i løpet av det 20. århundre sannsynligvis har økt opptaket av atmosfærisk kvikksølv, og dermed praktisk talt veid opp for et økende kvikksølvutslipp. Selv om bladenes opptak fjerner kvikksølv fra luft, overfører løvfallet om høsten det oppsamlede kvikksølv til jorda. Kvikksølv i jord ender til slutt opp i akvatiske økosystemer, herunder innsjøer og hav, der kvikksølvet hoper seg opp til giftige nivåer i fisk.
