Как ртуть загрязняет море
Промышленность выделяет ртуть в атмосферу. Оттуда она с осадками попадает в море и становится частью пищевой цепочки, пагубно влияющей на морских жителей и людей. Так думали раньше, но теперь швейцарские ученые провели исследование, которое показало, как ртуть попадает в морскую воду на самом деле.
Раньше ученые думали, что ртуть попадает в море вместе с осадками. Но новое исследование показало, что они частично ошибались
Ежегодно 2000 тонн газообразной ртути выбрасывается в атмосферу угольными электростанциями и горнодобывающими предприятиями. Затем это чрезвычайно токсичное вещество принимает различные химические формы, циркулируя между воздухом, почвой и водой в сложном цикле. Ртуть особенно опасна в море, где она накапливается в рыбе в виде яда метилртуть. Когда это соединение попадает в организм человека из-за употребления рыбы, оно может оказать неблагоприятное влияние на развитие мозга у детей и вызвать сердечно-сосудистые заболевания у взрослых.
«По оценкам, деятельность человека утроила количество ртути в поверхностных слоях вод океана с начала периода индустриализации», — говорит один из авторов нового исследования, биогеохимик Мартин Джискра из Базельского университета (Швейцария). Ранее эксперты предполагали, что ртуть попадает в океан в основном через осадки. Однако это было всего лишь предположение, поскольку над морем нет станций сбора осадков, которые могли бы измерять их. Новое исследование швейцарских ученых опубликовано в журнале Nature. В нем они совместно с французскими коллегами более подробно изучили механизм попадания ртути в воду. Для этого они проанализировали образцы морской воды с помощью нового метода «снятия отпечатков пальцев», который позволяет изучить различия между изотопами ртути и определить их путь попадания в воду.
Чтобы собрать образцы, исследователи несколько раз отправлялись в Средиземное море, где у побережья Марселя (Франция) на глубине до 1400 метров собирали серию 20-литровые образцы воды. Дополнительные данные были получены из проб, собранных исследовательскими судами в Северной Атлантике. Анализ показал, что вопреки более ранним предположениям ученых, только половина всего объема ртути попадает в море вместе с осадками. В то время как другая половина оказывается в воде в результате газообмена между атмосферой и морями. Ученые отмечают, что новые выводы важны для выполнения условий Минаматской конвенции о ртути, подписанной в 2013 году с целью защиты здоровья людей и окружающей среды от антропогенных выбросов и высвобождений ртути и ее соединений, которые могут приводить к отравлениям ртутью. Согласно этому договору, 133 страны обязаны регулировать использование ртути и сокращать токсичные выбросы.
Источник
Ртуть попадает в организм человека из морской рыбы
Морская рыба — основной источник заражения человеческого организма ртутью, несет больше металла, чем пресноводная, из-за особенностей химических превращений соединений ртути в соленой воде. Ученые призывают уделять больше внимания проблеме загрязнения ртутью Мирового океана, несмотря на то, что ее уровень в пресноводных водоемах формально выше.
Беременным женщинам необходимо сократить потребление рыбы, если они не хотят родить детей с повреждённой.
Насколько и чем опасна ртуть? С одной стороны, справочники подсказывают нам, что по степени опасности ртуть относится к первому классу (чрезвычайно опасное химическое вещество). Ртуть и ее соединения поражают нервную систему, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, при вдыхании — дыхательные пути (а проникновение ртути в организм чаще происходит именно при вдыхании паров, не имеющих запаха). Более того, органические соединения ртути (например, метилртуть) намного более токсичны, чем неорганические, прежде всего из-за их липофильности (высокой степени сродства к органическим веществам) и способности более эффективно взаимодействовать с элементами ферментативных систем организма. С другой стороны, кто из нас не разбивал бытовой ртутный термометр? Вроде бы ничего страшного в том, чтобы собрать шарики ртути с пола, нет. Действительно, все дело в длительности воздействия и концентрации вещества. Кроме того, «видимая» ртуть в градуснике – не главный источник опасности для человеческого организма, чаще он получает опасный металл незаметно – с пищей.
Для окружающей среды ртуть действительно очень опасна, прежде всего потому, что здесь речь идет именно о постоянном воздействии. Сильнее всего страдают от загрязнений водоемы, поскольку в результате деятельности населяющих дно микроорганизмов происходит образование в воде и токсичной метилртути, того самого ртутьорганического соединения, представляющего самую серьезную угрозу живым организмам. А водных обитателей «поедают» люди, продолжая цепочку загрязнения ртутью.
Однако экологические системы водоемов (в первую очередь соленые и пресноводные) сильно отличаются друг от друга. Традиционно считается, что больше всего от выбросов ртути страдают реки и озера, так как концентрация ядовитых отходов в них гораздо выше.
Новое исследование, опубликованное в Nature Geoscience, показало, что
моря и океаны гораздо больше страдают от заражения ртутью, чем пресноводные водоемы: этому способствует соленая вода.
Ртуть накапливается в организмах тунца, скумбрии и других хищных рыб, занимающих высшую ступень в пищевых цепях океана. Человек, употребляющий в пищу такую рыбу, подвергает свое здоровье очень серьезному риску.
Виной всему та же метилртуть. Цепь ее химических превращений в пресной и соленой воде различна. В пресной воде катион [CH3Hg] + соединяется с органическими соединениями и сохраняет липофильность – по сути, это синоним гидрофобности (низкого сродства к воде). Таким образом, производные метилртути в пресной воде малорастворимы, им сложнее «проникнуть» в организм живых существ.
Растущие потребности человечества в электроэнергии заставляют искать новые способы ее экономии. Японские.
Соленая вода богата собственно хлоридом натрия NaCl, в воде диссоциирующем на ионы натрия и хлора.
Метилртуть легко соединяется с хлорид-ионами, полученная соль гидрофильна и легче растворяется в воде, откуда ее потребляют морские обитатели.
«Самый простой путь, предусмотренный природой для детоксикации метилртути, — это облучение солнечным светом. Когда катион соединен в пресной воде с органическими анионами – останками разлагающихся растений и животных, – солнечный свет легче разрушает метилртуть. А в морской воде органический катион и неорганический хлорид-анион образуют очень стабильную соль, которая не разлагается на солнце. Морские животные потребляют ртуть именно в форме этой соли», — объяснила первый автор исследования профессор Хайлин Су-Ким из частного исследовательского Университета Дьюка (Дарем, Северная Каролина, США).
Исаак Ньютон занимался не только физикой и математикой, но и алхимией. Тайным химическим экспериментам он.
Метилртуть – сильный нейротоксин, накапливающийся в организме и ведущий к дисфункции почек, неврологическим расстройствам и даже смерти. Эмбрионы, подвергшиеся действию метилртути, впоследствии страдают неврологическими заболеваниями и сниженной способностью к обучению.
Рыбы и моллюски по своей природе склонны накапливать метилртуть в своих внутренних органах и являются главным источником ртутного заражения людей.
«Недавнее эпидемиологическое исследование показало, что ситуация с отравлением ртутью очень серьезная. В США до 8% женщин страдают повышенным уровнем ртути в организме. В принципе, это естественно – человек находится на вершине пищевых цепей, поэтому вся ртуть, поглощаемая живыми организмами, оказывается в нас», — отметила Су-Ким.
Результаты исследования показывают, что ученые и правительства разных стран должны в большей степени концентрировать свои усилия на борьбе с ртутным загрязнением океанов, а не рек и озер – оно несет большую угрозу здоровью людей, считают авторы работы.
Причина этого именно в большем «сродстве» ртути в морях к живым организмам и, как следствие, более сильном ее накоплении в тканях морских рыб, несмотря на заметно меньшие концентрации по сравнению с пресной водой.
Ртуть поступает в окружающую среду по нескольким каналам: это промышленные процессы сжигания угля и очищения золота и других цветных металлов, а также извержения вулканов. Вся ртуть атмосферы оседает на поверхность Земли, а значит, в большей степени в океан. Поэтому он особенно сильно нуждается в мерах по предотвращению загрязнения.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Источник
В половине ртутного загрязнения Мирового океана обвинили газовый обмен
ТАСС, 29 сентября. Исследование круговорота соединений ртути в природе показало, что прямой газовый обмен между атмосферой и гидросферой играет в накоплении соединений ртути в Мировом океане не меньшую роль, чем осадки. Результаты исследования опубликовал научный журнал Nature.
«Оказалось, что роль осадков в ртутном загрязнении океана сильно переоценивали. Это открытие подчеркивает важность подписания Минаматской конвенции о ртути. Реализация этого соглашения улучшит состоянин океана быстрее, чем мы ожидали», – считает один из авторов работы, научный сотрудник Базельского университета Мартин Искра.
В последние годы в реках, озерах и всем Мировом океане все чаще фиксируют большое количество токсичных соединений ртути. Ученые предполагают, что их источником служат атмосферные осадки, в которых содержатся промышленные отходы и газообразные выбросы вулканов. В пользу этого, в частности, говорит то, что таяние снега и летние дожди увеличивают концентрацию ртути в водах северных рек примерно в два-три раза.
Искра и его коллеги обратили внимание, что подобные предположения никто не проверял в ходе прямых наблюдений за тем, как происходит круговорот соединений ртути между Мировым океаном и атмосферой. Исследователи восполнили этот недостаток в рамках серии экспедиций в разные области Средиземного моря и Атлантического океана.
Экологи периодически собирали образцы воды с разных глубин и измеряли, как много в этих образцах атомов трех разных изотопов – ртути-199, ртути-200 и ртути-202. Их пропорция, как отмечают ученые, заметным образом различается в речных стоках и в молекулах различных газов в атмосфере. Благодаря этому можно понять, откуда именно ртуть попадает в воды Мирового океана.
Для этого ученые сопоставили и объединили данные, полученные в разных участках Атлантики и Средиземноморья. Оказалось, что вклад осадков и речных стоков в ртутное загрязнение Мирового океана сильно переоценивали. Почти половина ее атомов, около 42% от общей массы соединений ртути в гидросфере, попала туда в результате прямого газового обмена между поверхностью воды и нижними слоями атмосферы Земли. Этот показатель примерно вдвое выше прошлых оценок.
По мнению Искры и его коллег, важная роль газового обмена между атмосферой и гидросферой в накоплении ртути в водах Мирового океана говорит о том, что соединения ртути, выбрасываемые в воздух вместе с выхлопами промышленных предприятий, попадают в океан и накапливаются в нем гораздо быстрее, чем считалось ранее.
При этом ученые обнаружили, что значительная часть «атмосферной» ртути проникает в воды Мирового океана в нейтральном, а не окисленном виде, что снижает ее опасность для морской флоры и фауны и ускоряет ее захоронение на дне. Подобные особенности круговорота ртути, как надеются экологи, дополнительно ускорят реализацию Минаматской конвенции о ртути, направленной на борьбу с экологическими последствиями ртутного загрязнения природы.
Источник