Sức khỏe môi trường đang đối mặt với những rủi ro đáng kể từ thủy ngân (Hg), đặc biệt khi các quá trình trên quy mô lớn tạo điều kiện cho sự chuyển hóa thủy ngân vô cơ thành methyl thủy ngân (MeHg). Địa chất và các hoạt động lịch sử của con người ở Tây Bắc Mỹ góp phần vào sự hiện diện tự nhiên và việc du nhập thủy ngân vô cơ. Cảnh quan đa dạng, khí hậu và hệ sinh thái của khu vực này ảnh hưởng đến cách Hg và MeHg từ các nguồn khác nhau xuất hiện, di chuyển và tích tụ trong chuỗi thức ăn.
Chim Nhàn Forster đang săn mồi
Một dự án tổng hợp đã được thực hiện để biên soạn và phân tích các mô hình không gian và thời gian của Hg và MeHg trong không khí, đất, thực vật, trầm tích, cá và động vật hoang dã trên khắp Tây Bắc Mỹ. Đánh giá mở rộng này, hoàn thành vào năm 2016, cung cấp sự hiểu biết toàn diện nhất cho đến nay về sự phân bố của Hg và MeHg trong khu vực. Các nhà khoa học đã điều tra mối quan hệ giữa các biến số cảnh quan và nồng độ Hg và MeHg. Họ cũng tiến hành các phân tích dài hạn và đánh giá tác động của các hoạt động quản lý tài nguyên, chẳng hạn như quản lý hồ chứa, đối với chu trình Hg. Hơn nữa, mức độ thủy ngân trong cá và chim đã được so sánh với các tiêu chuẩn độc tính để đánh giá các rủi ro tiềm ẩn đối với cá, động vật hoang dã và sức khỏe con người. Các phát hiện của tổng hợp này có sẵn trong một số đặc biệt của Science of the Total Environment.
Khám phá Chính về Thủy ngân và Động vật Hoang dã
- Ô nhiễm Methyl thủy ngân Lan rộng: Ô nhiễm methyl thủy ngân (MeHg) phổ biến trong quần thể cá và chim trên khắp Tây Bắc Mỹ. Nhiều khu vực có nồng độ thủy ngân vượt quá ngưỡng độc tính, gây ra mối đe dọa đáng kể cho sức khỏe động vật hoang dã.
- Sự Không Liên quan Giữa Thủy ngân Vô cơ và Tích lũy Sinh học: Điều thú vị là, các mô hình phơi nhiễm MeHg ở cá và động vật hoang dã không phù hợp với sự phân bố của thủy ngân vô cơ trên khắp cảnh quan. Điều này chỉ ra rằng sự hiện diện của thủy ngân vô cơ không phải là yếu tố dự báo trực tiếp cho sự tích lũy sinh học trong chuỗi thức ăn. Ví dụ, trong khi đất rừng chứa hàm lượng thủy ngân vô cơ cao hơn so với vùng bán khô hạn, thì nồng độ MeHg cao nhất trong cá và động vật hoang dã thường được tìm thấy ở môi trường bán khô hạn. Điều này cho thấy rằng các quá trình chuyển đổi thủy ngân vô cơ thành methyl thủy ngân là động lực quan trọng hơn của rủi ro so với vị trí ban đầu của thủy ngân vô cơ.
- Vai trò của Thực vật trong Giải phóng Thủy ngân Khí quyển: Độ che phủ thực vật ảnh hưởng đáng kể đến lượng thủy ngân giải phóng từ đất vào khí quyển. Các khu vực rừng có xu hướng giữ lại thủy ngân lắng đọng từ khí quyển do bóng râm và sự hấp thụ của thực vật. Ngược lại, các khu vực ít thực vật có khả năng giải phóng thủy ngân trở lại khí quyển cao hơn, ảnh hưởng đến chu trình thủy ngân trên quy mô cảnh quan.
- Tác động của Xáo trộn Đất đến Huy động Thủy ngân: Xáo trộn đất như phát triển đô thị, hoạt động nông nghiệp và cháy rừng đóng vai trò quan trọng trong việc giải phóng thủy ngân dự trữ từ cảnh quan. Thủy ngân được huy động này sau đó có thể trở nên có sẵn cho sự hấp thụ sinh học, làm tăng nguy cơ tích lũy sinh học trong các hệ sinh thái địa phương.
- Quản lý Nước Ảnh hưởng đến Sản xuất Methyl thủy ngân: Các hoạt động quản lý đất và nước có ảnh hưởng đáng kể đến sự chuyển đổi thủy ngân vô cơ thành methyl thủy ngân và sự chuyển giao tiếp theo của nó sang cá, động vật hoang dã và có khả năng là con người. Đáng chú ý, nồng độ thủy ngân trong cá cao hơn đáng kể ở các hồ chứa (gấp 1,5–2,6 lần) so với hồ tự nhiên. Mức độ dao động mực nước trong hồ chứa cũng được tìm thấy có tương quan mạnh mẽ với nồng độ thủy ngân trong cá, làm nổi bật tác động của quản lý nước đối với chu trình thủy ngân và tích lũy sinh học.
Những phát hiện này nhấn mạnh rằng các rủi ro về sức khỏe môi trường liên quan đến sự tích lũy sinh học thủy ngân trong cá và chim ở Tây Bắc Mỹ chủ yếu được chi phối bởi các quá trình thúc đẩy sản xuất methyl thủy ngân, chứ không chỉ đơn thuần là vị trí của các nguồn thủy ngân vô cơ hoặc mô hình lắng đọng. Các chiến lược hiệu quả để giảm thiểu sản xuất methyl thủy ngân ở miền Tây là rất cần thiết để giảm phơi nhiễm thủy ngân ở động vật hoang dã và bảo vệ sức khỏe hệ sinh thái.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Trung tâm Powell về Phân tích và Tổng hợp của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), Chương trình Sức khỏe Môi trường Khu vực Nhiệm vụ Hệ sinh thái USGS (bao gồm Chương trình Sinh học Chất gây ô nhiễm và Thủy văn Chất độc hại), Phòng Tài nguyên Không khí của Cơ quan Công viên Quốc gia và Chương trình Nỗ lực Nghiên cứu Ứng dụng Khu vực (RARE) Vùng 10 của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ.
Thông tin Thêm
- Câu chuyện Nổi bật của USGS: Nghiên cứu Toàn diện Phát hiện Ô nhiễm Thủy ngân Lan rộng Khắp Tây Bắc Mỹ
- Viện Nghiên cứu Đa dạng Sinh học: Chu trình Thủy ngân, Tích lũy Sinh học và Rủi ro trên khắp Tây Bắc Mỹ: Tổng hợp Quy mô Cảnh quan Liên kết Bộ Dữ liệu Dài hạn
- Số Đặc biệt của Science of the Total Environment: Thủy ngân ở Tây Bắc Mỹ—Mô hình Không-Thời gian, Địa hóa sinh học, Tích lũy Sinh học và Rủi ro
