Ein Beispiel für Zooplankton. (Kredit: über Wikimedia Commons)
Eine hochtoxische Form von Quecksilber könnte bei Zooplankton - winzige Tiere an der Basis der marinen Nahrungskette - um 300 auf 600 Prozent ansteigen - wenn der Landabfluss laut einer neuen Studie um 15 auf 30 steigt.
Laut einer neuen Studie, die in Wissenschaft Fortschritte.
"Angesichts des Klimawandels erwarten wir in vielen Gebieten der nördlichen Hemisphäre erhöhte Niederschläge, die zu mehr Abfluss führen", sagt Jeffra K. Schaefer, Studienkoordinator und stellvertretender Forschungsprofessor an der Umweltwissenschaftlichen Fakultät der Rutgers University. "Dies bedeutet eine stärkere Einleitung von Quecksilber und organischem Kohlenstoff in die Küstenökosysteme, was zu höheren Quecksilbergehalten in den dort lebenden Kleintieren führt.
"Diese Küstenregionen sind wichtige Nahrungsgründe für Fische, und daher dienen die dort lebenden Organismen als wichtige Quelle für Quecksilber, das sich in großen Mengen ansammelt, in denen die Fische gerne fressen."
Die Studie zeigte, dass ein Anstieg der in die Küstengewässer eindringenden natürlichen organischen Stoffe die Bioakkumulation von Methylquecksilber - einer hochtoxischen Chemikalie, die bei vielen Fischarten in erhöhtem Maße gefunden wird - im Zooplankton von 200 auf 700 steigern kann. Der enorme Anstieg von Methylquecksilber verschiebt das Nahrungsnetz von autotrophen (größtenteils mikroskopisch kleine Pflanzen und Cyanobakterien, die Nahrung aus anorganischem Material machen) zu heterotrophen (Bakterien, die organisches Material essen, das von Pflanzen und Cyanobakterien produziert wird).
Natürliche organische Substanz von Pflanzen und Tieren in Abfluss erhöht auch Methylquecksilber Ebenen in Wasser um bis zu 200 Prozent, Erhöhung der Exposition gegenüber der Chemikalie in der Nahrungsbahn, die Studie sagt.
Laut der Weltgesundheitsorganisation ist Quecksilber einer der Top-10-Chemikalien von größter Bedeutung für die öffentliche Gesundheit. Laut der Studie der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde ist Quecksilber die Hauptursache für Fischkonsumempfehlungen zum Schutz der menschlichen Gesundheit.
"Die Menschen haben die Veränderungen in der Nahrungsnetzstruktur am Ende der Nahrungskette und eine Verbindung zur Quecksilberakkumulation nicht wirklich in Betracht gezogen."
Seit dem Beginn des Industriezeitalters wird geschätzt, dass Quecksilber, das in Ökosystemen aufsteigt, um 200 auf 500 Prozent gestiegen ist. Quecksilber akkumuliert in Fischen und Schalentieren als Methylquecksilber, das das Nervensystem, das Verdauungs- und Immunsystem sowie die Lunge, die Nieren, die Haut und die Augen beeinflussen kann.
Für die Studie versuchte eine Gruppe von Wissenschaftlern in Schweden, die Umweltbedingungen in einer Bottnischen Meeresmündung vor der schwedischen Ostküste nachzubilden. Sie erstellten simulierte Ökosysteme, die zwei Stockwerke eines Gebäudes beanspruchten. Sie sammelten intakte Sedimentkerne aus der Flussmündung, fügten Wasser, Nährstoffe und Quecksilber hinzu und untersuchten, was mit dem Quecksilber, Zooplankton und anderen Organismen geschah. Schaefers Aufgabe war es, Mikroorganismen im Sediment zu untersuchen, die für die Bildung des Methylquecksilbers verantwortlich sind, das sich im Nahrungsnetz ansammelt.
Die Wissenschaftler versuchten, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Quecksilberakkumulation und Methylquecksilberproduktion zu verstehen, zu modellieren und vorherzusagen, sagt Schaefer, der auf Methylquecksilberforschung spezialisiert ist und versucht zu verstehen, wie Bakterien Quecksilber in Methylquecksilber umwandeln.
Die Ergebnisse zeigen, wie wichtig es ist, die Auswirkungen der Klimaänderung auf die Lebensmittelwelt auf die Bioakkumulation von Methylquecksilber in zukünftige Quecksilbermodelle und Risikobewertungen einzubeziehen, so die Studie.
"Wir fanden heraus, dass der Anstieg der organischen Substanz die Nahrungsnetzstruktur in der simulierten Flussmündung veränderte und sich auf die Quecksilberakkumulation im Zooplankton auswirkte", sagt Schaefer. "Das war der dramatischste Effekt."
"Das ist eine ziemlich wichtige Studie", fügt sie hinzu. "Die Menschen haben die Veränderungen in der Struktur der Nahrungsnetze am Ende der Nahrungskette und eine Verbindung zur Ansammlung von Quecksilber nicht wirklich in Betracht gezogen. Ich denke, dass diese Ergebnisse ziemlich überraschend sind und im Nachhinein einen Sinn ergeben. "
Die Bemühungen, die Quecksilberemissionen zu reduzieren, könnten durch die Auswirkungen des Klimawandels, einschließlich erhöhter Niederschläge und Abflüsse, ausgeglichen werden, und wir könnten keinen erwarteten Rückgang von Methylquecksilber im Nahrungsnetz sehen, sagt sie.
Erik Björn von der Universität Umeå in Schweden leitete die Studie, die führende Autorin Sofi Jonsson, ehemals an der Umeå University und jetzt an der University of Connecticut, leitete. Andere Autoren kommen von der Universität Umeå und der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften.
Quelle: Rutgers University
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