Forskere vil finde ud af, hvor kviksølvforureningen i Arktis stammer fra

Når vi forurener i Danmark, Europa eller andre steder på kloden, bliver en del af de giftige stoffer transporteret mod nord til Arktis. Dette gælder også kviksølv.

Selvom det flydende metal er blevet udfaset mange steder, bruges det fortsat til en række formål rundt omkring på kloden – eksempelvis til guldminedrift i tredjeverdenslande. Kviksølv bliver desuden frigivet, når vi afbrænder fossile brændstoffer, især kul.

En del af kviksølvet transporteres herefter til Arktis enten med vind eller havstrømme, hvor det optages i fødekæden og opkoncentreres.

Indtil nu har forskerne anvendt computermodeller for atmosfærisk spredning af kviksølv, som kan forklare de kilder og processer, der ligger til grund for de høje kviksølvkoncentrationer i dyrene. Et nyt forskningsprojekt skal dog give mere detaljeret viden, som kan supplere modellerne og sige noget om, hvordan udviklingen har ændret sig over tid, og om hvor kviksølvisotoperne fordeler sig geografisk, i fødekæderne og i de forskellige væv hos dyrene.

Professor Rune Dietz fra Institut for Ecoscience på Aarhus Universitet har sammen med en række kolleger fået penge fra Danmarks Frie Forskningsfond (DFF) til projektet. Planen er, at de skal undersøge kviksølvisotoper i biologiske prøver fra en række nøglearter såsom ringsæler og isbjørne, samt i sedimenter og tørv for at blive klogere på kviksølvkredsløbet i Arktis. Analyserne skal gennemføres på et apparatur bevilliget af Carlsberg Fondet i 2020.

- En af grundene til, at vi kigger på kviksølvisotoperne er, at vi potentielt kan sige noget om, hvor forureningskilderne stammer fra. Når vi ved det, kan vi også gøre mere for at begrænse de udledninger, der havner i det arktiske område, siger Rune Dietz og fortsætter: 

- Der er dog endnu meget begrænset viden om kviksølvisotoperne i de globale forureningskilder, og derfor vil det være en udfordring at kortlægge dette fuldstændigt.

Isotoper - Et naturligt fingeraftryk

Alle grundstoffer har isotoper – også kviksølv. Isotoper er variationer af et grundstof, som adskiller sig ved at have flere eller færre neutroner i kernen. Kviksølv har syv stabile isotoper. Isotoperne kan betragtes som et slags fingeraftryk. Sammensætningen af isotoper kan være helt unik fra kilde til kilde, ligesom også de biogeokemiske processer, som kviksølvet er en del af i naturen, giver en ændring i isotopsammensætningen.  - Vi planlægger at udnytte sammensætningen af isotoper i kviksølvet til at lære mere om, hvor kviksølvforureningen kommer fra, og hvordan det bliver transporteret til Arktis, forklarer seniorforsker Jens Søndergaard fra Aarhus Universitet, der er en af forskerne bag det nye projekt. Ved hjælp af en unik databank af arktiske dyr, indsamlet af Aarhus Universitet over de seneste fire årtier, samt sedimenter indsamlet af Københavns Universitet, der også er partner i projektet, vil forskerne analysere kviksølvisotoperne i disse prøver. De håber, at det vil give dem mulighed for at følge både naturlige og menneskeskabte udledninger og deponeringer af kviksølv i Arktis gennem flere tusinde år.

Førende forskere i kviksølvforurening

Rune Dietz’ gruppe af forskere fra Aarhus Universitet har en betydelig erfaring, når det kommer til kviksølvforurening i det arktiske område. Selv har han været ansvarlig for at undersøge forureningen af kviksølv gennem sit arbejde med at lave omfattende internationale assessment-rapporter under det arktiske miljøovervågningsprogram AMAP.

På Institut for Ecoscience har han desuden de sidste 40 år været med til systematisk og regelmæssigt at indsamle og tage prøver af arktiske dyr.

- 40 år er helt unikt. Der findes stort set ikke andre tidsserier på dyrevæv af den slags, der er indsamlet så konsekvent. Det giver os mulighed for at undersøge, hvordan forureningen har udviklet sig over tid, siger han.

Det betyder dog ikke, at der ikke skal tages yderligere prøver. Rune Dietz og kollegerne er nemlig opsat på at undersøge kviksølvforureningen så grundigt og bredt som muligt, understreger han.

- Vi tager til Grønland og indsamler prøver fra tandhvaler til efteråret i Tasiilaq i Sydøstgrønland, og næste forår rejser vi til Ittoqqortoormiit i det centrale Østgrønland, når der er fangstsæson for isbjørn. 

- Planen er, at vi skal skaffe flere prøver til belysning af effekterne af forurening med blandt andet kviksølv. Desuden er vi allerede nu også i gang med at diskutere leverancer af centrale prøver fra Canada, Alaska og Svalbard med vores internationale netværk.

Transportvejene skal kortlægges

De mange biologiske og geologiske prøver, som forskerne indsamler i løbet af projektet, skal blandt andet være med til at kortlægge, hvor meget kviksølv der over tid er blevet transporteret til Arktis. Og prøverne skal vise, hvilken kemisk form kviksølvet fra atmosfæren kommer i. 

- Prøver fra sediment og tørv giver os mulighed for at kortlægge kviksølvniveauet tusinder af år tilbage i tiden. Vi er ikke i tvivl om, at det meste af forureningen skyldes os mennesker, men vi får et tydeligere billede af, hvornår udviklingen tager fart, forklarer seniorforsker Jens Søndergaard fra Institut for Ecoscience, som er den kemiske ekspert, der er ansvarlig for isotop-analyserne i projektet.

- Desuden findes der også kviksølv bundet i permafrosten i Arktis. Permafrosten er ved at tø op i disse år, og det kan give mere frigivelse af kviksølv til det arktiske miljø. Men vi ved ikke ret meget om, hvor meget og hvor hurtigt kviksølv kan frigives fra områder hvor permafrosten tør op, siger professor Bo Elberling, som har stået i spidsen for sediment- og permafrostindsamling i grundforskningscenteret CENPERM (Center for Permafrost).

Ideen er at bruge målinger af kviksølvisotoper fra permafrosten til at undersøge, om det er muligt at skelne dette kviksølv fra nyligt deponeret kviksølv. 

- Hvis det lykkes, vil vi kunne sige noget om, hvordan dette ’gamle’ kviksølv er blevet optaget i dyrene, og om det kommer til at spille en større rolle i fremtiden, forklarer han. 

Kan hjælpe os med at leve op til MINAMATA-konventionen

I 2013 vedtog 140 lande (herunder Danmark) at begrænse udledningen af kviksølv til naturen. Det skete i Minamata i Japan, hvor man i 1950’erne opdagede, at en kemikaliefabrik udledte store mængder kviksølv ud i bugten. 

Minamata-konventionen pålægger landene at stoppe udledningen kviksølv og finde alternative stoffer i produkter, hvor det er muligt. Mere viden om hvor kviksølvet kommer fra, og hvordan det rejser mod nord, kan derfor hjælpe os med at leve op til konventionen, forklarer Rune Dietz.

- Når vi ved, hvor kviksølvet kommer fra – om det er fra havet eller atmosfæren – har vi et bedre grundlag for at tage de rigtige beslutninger for at stoppe kviksølv fra nå ud i naturen, slutter han.

Om projektet

Institut for Ecoscience (ECOS), Roskilde, AU, har netop fået bevilliget projektet ’Greenland Mercury Stable Isotopes: from Holocene Sources to Modern Time-series and Pathways (GreenPath)’ af Danmark Frie Forskningsfond (DFF). Bevillingen er på 6.189.553 kroner, og professor Rune Dietz leder projektet. Foruden AU (Rune Dietz, Jens Søndergaard og Christian Sonne) deltager samarbejdspartnere fra Københavns Universitet (Bo Elberling) og fra forskningsinstitutioner i Frankrig (Jeroen Sonke) og Canada (John Chetelat) i projektet. Der vil desuden blive tilknyttet en ph.d. og en postdoc til projektet.  AU har i mere end 4 årtier ledet indsamlinger og analyser af kviksølv i grønlandske miljøprøver som i de seneste 25 år som en del af det Arktiske Moniterings og Assessment Program (AMAP). En del af disse biologiske prøver fra AMAP vil blive undersøgt nærmere som beskrevet ovenfor i GreenPath. Projektet vil blive koordineret med to andre netop bevilligede projekter WhaleAdapt (Lead: McGill University) og ArcSolution (EU projekt).