Świat jest mały. W tym przypadku – niestety. Badanie opisane na łamach czasopisma „Nature” sugeruje, że tundra może być czymś w rodzaju ścieku dla rtęci pochodzącej z południa. A konkretnie z regionów o dużej aktywności przemysłowej.
Rtęć to jedna z najbardziej szkodliwych toksyn obecnych w przyrodzie. Światowa Organizacja Zdrowia zaliczyła ją do pierwszej dziesiątki największych zagrożeń dla zdrowia publicznego (TUTAJ) . Wyjątkowo niebezpieczna jest w postaci metylortęci – związku powstającego wskutek metylacji (przyłączania grupy metylowej, czyli CH3) rtęci pod wpływem oddziaływania mikroorganizmów.
Substancja ta rozpowszechniona jest szczególnie w środowisku wodnym, gdzie ulega akumulacji i przenika do organizmów roślin oraz zwierząt. Wydawałoby się, że problem dotyczy obszarów, w których emisja rtęci jest największa. A jednak pierwiastek ten z powodzeniem dociera w regiony odległe od źródeł zanieczyszczenia. Wykrywany jest w wodach Arktyki i glebach tundry – i to w dużych stężeniach. Naukowcy z University of Massachusetts Lowell (UML) odkryli mechanizm tego zjawiska.
Skąd tyle rtęci w Arktyce?
Przez długi czas w środowisku naukowym dominował pogląd, zgodnie z którym rtęć trafia w rejony subarktyczne i arktyczne drogą powietrzną i przedostaje się do gleby wraz z opadami deszczu i śniegu. Pierwszy sygnał, że mechanizm ten może wyglądać nieco inaczej, pojawił się w roku 1995. Pomiary prowadzone na dalekiej północy wykryły niespodziewanie niskie okresowe stężenia tzw. elementarnej rtęci gazowej – czyli rtęci w formie „czystej”, niezwiązanej. Było to o tyle zaskakujące, że rtęć znana jest z długiego okresu trwania w atmosferze. Dla fenomenu ukuto termin „atmospheric mercury depletion events”, czyli – tłumacząc z grubsza – „zjawisko spadku rtęci atmosferycznej”, w skrócie AMDEs. Kolejne badania potwierdziły, że AMDEs występują praktycznie w całym obszarze subarktycznym i arktycznym – od Alaski po Kamczatkę. Fizykochemicznym podłożem tego zjawiska są zachodzące w atmosferze reakcje fotochemiczne, w których uczestniczą halogeny (fluorowce).
Odkrycie mechanizmu AMDEs rzuciło nowe światło na obieg rtęci w arktycznej atmosferze, ale pozostawiło też pewne niejasności. AMDEs występują bowiem głównie w rejonach nadbrzeżnych i w dużym stopniu odpowiadają tam za transfer rtęci z atmosfery do gleby. Tymczasem pomiary w obszarach oddalonych od wybrzeża wykazały bardzo duże stężenia rtęci w glebie przy niskich stężeniach utlenionej formy rtęci w aerozolach atmosferycznych, co sugerowałoby, że jedynie nieznaczna ilość tego pierwiastka trafia na ląd z wraz opadami deszczu i śniegu.
„Winna” jest roślinność
Dopiero badanie przeprowadzone pod kierownictwem prof. Daniela Obrista, dyrektora Wydziału Środowiska, Ziemi i Badań nad Atmosferą w UML dostarczyło wyczerpujących wyjaśnień na temat tego, w jaki sposób dochodzi do przemieszczenia rtęci z powietrza do gleby. Naukowcy przez dwa lata prowadzili pomiary w alaskańskiej tundrze. Okazało się, że znacząca część rtęci trafia do środowiska lądowego w stosunkowo krótkim czasie. Mianowicie w okresie wegetacyjnym, który w tamtejszych warunkach trwa około dwóch miesięcy. Dochodzi wówczas do wzmożonego pobrania rtęci w jej gazowej formie przez rozwijającą się roślinność. W ten sposób toksyna trafia do gleby, gdzie ulega akumulacji – stąd jej wysokie stężenia. Rtęć częściowo wypłukiwana jest jednak przez wody podziemne, skąd trafia do rzek, a następnie do Oceanu Arktycznego, gdzie „karmią się” nią zwierzęta morskie.
Naukowcy zaznaczają, że nie mają pewności, czy taki proces zachodzi na obszarze tundry również w innych częściach globu, ponieważ w tym przypadku pomiary prowadzone były jedynie na Alasce. Podejrzewają jednak, że obieg rtęci przebiega według analogicznego wzorca w tundrze kanadyjskiej czy rosyjskiej.
Mniejsza emisja, większe zagrożenie
Wysokie stężenia rtęci za kołem podbiegunowym mogą się wydawać zagadnieniem odległym dla mieszkańców strefy umiarkowanej. Powinny jednak być traktowane serio. Rtęć ze względu na swój długi biologiczny okres półtrwania z łatwością przedostaje się do organizmów morskich, a za pośrednictwem żywności – również ludzkich. W dodatku mamy z nią coraz większy problem ze względu na globalne ocieplenie. Topniejąca pokrywa śniegowo-lodowa sprzyja rozwojowi mikroorganizmów odpowiedzialnych za metylacji rtęci, czyli przetwarzanie jej do postaci znacznie groźniejszej dla naszego zdrowia.
Kroplą miodu w beczce dziegciu jest fakt, że emisja rtęci spada od dwóch dekad. Wciąż jednak jest wysoka. Rocznie do atmosfery dostaje się od 5 do 8 tys. ton tej toksyny. Głownie za sprawą przemysłu ciężkiego, zasilanego paliwami kopalnymi, a także stosowania węgla i innych paliw stałych do ogrzewania gospodarstw domowych. W zanieczyszczaniu środowiska rtęcią spory udział ma również przemysł chloro-alkaliczny oraz kopalnie złota z krajów Trzeciego Świata, wykorzystujące tę substancję do oczyszczania rudy.
Problem został dostrzeżony „na najwyższym szczeblu”, co zaowocowało Konwencją z Minamaty podpisaną przez 136 państw, w tym Polskę. Przewiduje ona m.in. zmniejszenie wydobycia rtęci, zakaz tworzenia nowych kopalni i stopniową likwidację istniejących. To jednak nie wystarczy, bo mimo coraz mniejszej emisji rtęci coraz większe zagrożenie stanowi ta obecna w ekosystemie – uwalniana z arktycznej gleby, coraz słabiej zabezpieczonej przez topniejącą wieczną zmarzlinę.
Fot. NASA Goddard Space Flight Center/Flickr.
