Tilbake til søkeresultatene

MILJØFORSK-Miljøforskning for en grønn samfunnsomstilling

Climatic, abiotic and biotic drivers of mercury in freshwater fish in northern ecoystems (Climer)

Alternativ tittel: Kvikksølv i fisk i boreale økosystemer: Interaksjoner mellom klima, kjemi og biologi (Climer)

Tildelt: kr 8,0 mill.

Forurensing av kvikksølv (Hg) er et globalt miljøproblem. Tusenvis av innsjøer på den nordlige halvkule er forurenset med Hg fra langtransportert luftforurensning og lokale industrikilder. I Skandinavia har en reduksjon av lokale utslipp sammenfalt med en økning i globale utslipp til atmosfæren de siste 50 årene. Hg transporteres i atmosfæren på tvers av landegrenser og kontinenter, og i naturen dannes den meget giftige forbindelsen metyl-Hg (MeHg). Denne organiske Hg-forbindelsen er av størst bekymring ettersom den effektivt akkumulerer i fisk, og dermed utgjør en helserisiko for dyr og mennesker som konsumerer fisk. Men hvordan havner Hg som slippes ut i luft i fisken? Og hvor følsom er denne prosessen for klimaendringer? I Climer-prosjektet har vi undersøkt faktorer som styrer transport av Hg fra jord, via overflatevann (bekker, elver og innsjøer) og inn i den akvatiske næringskjeden. Vi var spesielt interesserte i hvordan løst organiske materiale (DOM) påvirker denne prosessen. Redusert sur nedbør og klimaendringer kan forklare en økning av DOM i boreale innsjøer de siste tiårene. DOM påvirker Hg-syklusen både direkte og indirekte, gjennom f.eks. transport fra jord til vann, biotilgjengelighet og abiotisk nedbrytning av MeHg. Ved å sammenstille overvåkingsdata for Hg i fisk fra mer enn 3000 innsjøer i Fennoskandia (Norge, Sverige, Finland og Murmansk i Russland) fant vi en sterk nedgang av Hg i populasjoner av abbor og gjedde mellom 1965 og 2015. Den observerte nedgangen var tilnærmet lik for innsjøer med langtransportert luftforurensning som hovedkilde og innsjøer med en lokal utslippskilde. Dette tyder på at det er de samme stor-skala prosessene som bestemmer nivåene av Hg, uavhengig av hva som er hovedkilden til utslippet. Fra den boreale innsjøen Langtjern i Sør-Norge viste målinger av MeHg i vannlevende insekter (larver av arten Chironomidae) en lignende nedgang som den vi observerte for abbor og gjedde i Fennoskandia. Dette kan indikere en årsakssammenheng mellom nivåene av Hg i lavere og høyere trofiske nivåer av næringskjeden. Nedgangen av MeHg i innsektene mellom 1970-årene og perioden 2004-15 samsvarer med endringer i vannkjemi (sterk nedgang i sulfat og høyere nivåer av DOM i innsjøene), og vi mistenker at dette kan ha endret tilgjengeligheten av MeHg for organismene i næringskjeden (f.eks. gjennom redusert metylering av Hg og/eller redusert biotilgjengelighet). For å teste ut hvor viktig diett, mengde DOM og klima er for bioakkumulering av Hg, sammenliknet vi innsjøer med lave og høye nivåer av organisk materiale langs en klimagradient fra sør til nord i Skandinavia. Som forventet var innsjøer med høye nivåer av DOM assosiert med høye Hg-konsentrasjoner, både i vannet og i næringskjeden. Dette viser viktigheten av DOM som en transport-vektor for Hg fra nedbørfelt til innsjø. I innsjøene med mye DOM hadde zooplankton og fisk lavere innhold av næringsrik mat sammenliknet med innsjøene med lavt innhold av DOM (mer bakterier og DOM i motsetning til næringsrike alger). Liknende funn ble også observert i en større undersøkelse av 25 ulike innsjøer og indikerer at fisk i brune innsjøer inneholder mer Hg og har lavere næringsverdi sammenliknet med fisk fra innsjøer med lite DOM. I fiskedatabasen fant vi små forskjeller i nivåer av Hg mellom fisk i subarktiske innsjøer og fisk fra boreale innsjøer. I kalde områder vokser fisken saktere og lever lenger, noe som samsvarer med lav veksthastighet og lang livstid og høyere nivåer Hg. Ettersom deposisjonen av Hg er høyere i sør enn i nord kan mangelen på forskjeller mellom fisk i sør og nord bety at faktorer som påvirkes av temperatur (f.eks. veksthastighet) motvirker tilgjengelighet og belastning av Hg. Tilgjengelighet er en kombinasjon av utslipp og DOM, og DOM er spesielt følsom for klimaendringer. Det betyr at dersom subarktiske innsjøer blir brunere kan en forvente en økning av Hg-nivåer i fisk. Climer-prosjektet har bidratt til en forbedret risikovurdering av Hg-forurensning av ferskvannsfisk i boreale områder. Vi forstår ikke alle årsakene til den betydelige nedgangen av Hg i fisk i Fennoskandia siden 1970-tallet, men redusert sur nedbør og lokale utslipp av Hg er viktige faktorer. Effekter fra klimaendringer er mer utfordrende å dokumentere, men et varmere klima kan påvirke fiskens vekstrate og et våtere klima vil føre til brunere vann. Fordi klimaendringer kan påvirke Hg-nivåer på ulikt vis er det krevende å predikere fremtidige nivåer av Hg i fisk. Minamatakonvensjonen har som mål å redusere global Hg-forurensing, og vil sannsynligvis gi redusert Hg-deposisjon i Skandinavia. Basert på prosjektets resultater anbefales det at interaksjonene mellom endret vannkjemi og klimaendringer studeres for å øke forståelsen av Hg-transport og biotilgjengelighet. Det foreslås også at det etableres internasjonale retningslinjer for overvåkning av Hg i fisk for å kunne gi et godt sammenlikningsgrunnlag mellom regioner mellom regioner over tid.

Scientific: increased understanding of transport of Hg from air to catchments to food webs, in relation to perceived drivers of change: air quality (emissions of pollutants) and climate. Promotion of international collaboration on mercury cycling in northern ecosystems (Norway, Sweden, Finland, Canada). Societal: 1. A better basis for health advisories for fish mercury (using the collated fish database) 2. Improved monitoring guidelines for monitoring of aquatic endpoints under the Minamata Convention (we contributed to chapters of reports prepared under the Minamata Convention) 3. Dissimination of results to the bodies under the Convention of Long-Range Transported Air Pollution (UNECE). Here, effect-based policy is key, and documentation of environmental effects of policies to reduce emissions of air pollutions is central. 4. Dissemination to national environmental authorities through workshop and planned popular scientific publications.

Mercury (Hg) in freshwater fish, especially in its organic and most toxic form methyl-Hg (MeHg), has shown increases in recent decades, leading to increased risk of Hg exposure for fish consumers (including wildlife and humans). The provision of healthy and uncontaminated fish for humans and wildlife by surface waters is under pressure. Key questions regarding Hg levels in biota relate to identification of driving factors of Hg in surface waters such as catchment Hg export, factors stimulating or limiting MeHg production, degradation, transfer into the food web and trophic magnification. Current trends of large scale environmental change such as climate change, reduced sulfur deposition and surface water browning may have direct and indirect impacts on food web Hg exposure and bioaccumulation. Here, we propose to test impacts of such large scale environmental change on Hg in aquatic food webs. We will investigate spatial patterns and temporal trends in Hg in food webs across climatic and depositional gradients by 1) sampling fish and lower trophic levels in boreal and subarctic lakes; 2) analyzing temporal trends in Hg in fish in existing time-series (and adding to those time-series by targeted sampling) in relation to climate, deposition and water quality; 3) studying key processes in catchments, lakes and food webs in greater detail and using obtained insights in process-based models of catchment and lake Hg cycling and trophic transfer of Hg; 4) building on expertise and existing data within the project international project consortium in order to improve the quality and reliability of predictions of food web exposure to Hg and food web Hg levels in boreal lakes. The overarching aim of the project is to better assess present and future risk of Hg levels in biota and associated changes in ecosystem value from a toxicological and fisheries perspective.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

MILJØFORSK-Miljøforskning for en grønn samfunnsomstilling