Чтобы смягчить последствия глобального потепления, многие правительства обращаются к гидроэнергетике, но исследования также показывают, что наводнения для развития гидроэнергетики принесут в экосистемы даже больше метилртути, чем изменение климата.Исследование, опубликованное в PNAS, началось с обзора оценки воздействия на окружающую среду плотины гидроэлектростанции Muskrat Falls в Лабрадоре, Канада, которая в 2017 году затопит большой регион вверх по течению от устьевого фьорда под названием Lake Melville. Большая часть озера находится в Нунатсиавуте, первом автономном районе Канады, управляемом инуитами.
Преимущественно коренные общины вдоль озера Мелвилл полагаются на озеро как на основной источник пищи.Когда в отчете о воздействии не было предсказано никаких неблагоприятных последствий наводнения в озере Мелвилл ниже по течению, правительство Нунатсиавута обратилось за помощью к Элси Сандерленд, доценту экологической инженерии SEAS и гигиены окружающей среды в Гарвардской школе Чана.
«Чистая энергия приносит пользу всему миру, но затраты на гидроэлектроэнергию часто полностью берут на себя общины аборигенов, которые живут рядом с этими объектами», — сказал Сандерленд. «Наше исследование выявляет некоторые издержки для сообщества с целью помочь им спланировать и адаптироваться к изменениям, которые вот-вот произойдут».Сандерленд и ее команда, в том числе руководитель лаборатории Прентисс Балком и научный сотрудник Амина Шартуп, первый автор статьи, совершили свою первую поездку на озеро Мелвилл в 2012 году. Они собрали базовые уровни метилртути на рыболовном судне под названием «Что происходит», который Именно такой вопрос задали Сандерленд и ее команда, когда пришли результаты.«Мы обнаружили в воде больше метилртути, чем может объяснить наше моделирование», — сказал Шартап. «Вся метилртуть из рек, впадающих в озеро Мелвилл, и из отложений на дне озера не может объяснить уровни в воде.
Здесь происходило что-то еще».Команда отметила, что концентрация метилртути в биоте — планктоне — составляет от 1 до 10 метров ниже поверхности.
Эти находки полностью совпадают с находками в центральной части Северного Ледовитого океана. Вопрос заключался в том, почему в биоте обеих систем была такая высокая концентрация метилртути?Ответ кроется в привычках питания планктона.
Когда пресная и соленая вода встречаются — в устьях рек или когда в океане тает морской лед, — соленость увеличивается по мере того, как вода становится глубже. Эта стратификация позволяет пушистому органическому веществу, которое обычно опускается на дно, достичь нейтральной плавучести, то есть оно не может плавать вверх или вниз в толще воды. Этот слой, называемый морским снегом, собирает другой мелкий оседающий мусор и концентрирует его в зоне питания морского планктона.
Бактерии, застрявшие в этой зоне, выполняют сложный химический процесс, который превращает природную ртуть в смертоносную и легко накапливаемую метилртуть.Привлеченный этим слоем морского снега, зоопланктон впадает в безумие кормления, которое может длиться несколько недель. В это время производимая бактериями метилртуть накапливается в биоте и усиливается по мере продвижения вверх по пищевой цепочке.«Эта система невероятно эффективна в накоплении метилртути», — сказал Шартап.
Эту же систему можно экстраполировать на Арктику, где пресная вода от таяния льда смешивается с соленой, сказал Шартап.Если эта система уже является профессионалом в увеличении содержания метилртути, что произойдет, когда уровни метилртути увеличатся из-за затопления водохранилища выше по течению?Сандерленд и ее команда собрали керны почвы во внутренних районах, которые планируется затопить для гидроэнергетики в 2017 году. Команда смоделировала затопление, покрыв керны речной водой.
За пять дней уровень метилртути в воде, покрывающей керны, увеличился в 14 раз. Предполагаемое увеличение поступления метилртути из реки Черчилль в результате этого импульса метилртути составляет от 25 до 200 процентов.
Это низкая оценка.«Мы удалили подстилку и поверхностную растительность перед насыщением кернов, что, как известно, снижает уровень метилртути», — сказал Сандерленд. «Без разъяснения этого фактический импульс метлиртути в экосистеме озера Мелвилл может быть намного больше».
Для сообществ, которые полагаются на экосистему в качестве источника питания, например, жителей озера Мелвилл, последствия наводнения для развития гидроэлектростанций могут быть разрушительными.«Ученые обязаны понять и объяснить, как экологические системы будут реагировать, прежде чем они будут изменены», — сказал Шартап. «Потому что, как только ущерб нанесен, вы не сможете его вернуть».