Полученные данные свидетельствуют о том, что современные усилия по сокращению выбросов ртути уменьшат загрязнение быстрее, чем прогнозируют существующие модели.Исследование опубликовано в журнале Environmental Science. Технология.
Токсичный металл ртуть выбрасывается в атмосферу в результате сжигания угля, добычи полезных ископаемых, вулканов, выветривания и других антропогенных и природных источников, загрязняя экосистемы по всему миру. Прошлые выбросы ртути сохраняются в окружающей среде в течение десятилетий, и эта «унаследованная» ртуть может продолжать загрязнять экосистемы даже после сокращения выбросов.Прошлые выбросы ртути оцениваются на основе исторических данных о производстве металлов и промышленной / коммерческой деятельности или на основе естественных архивов атмосферных отложений ртути, включая керны озерных отложений и ледяные керны ледников. Измерения ртути в ледяных кернах проводились с 1970-х годов, но позже было показано, что многие из этих ранних кернов были загрязнены во время работы в полевых условиях и в лаборатории.
На сегодняшний день единственная опубликованная запись ртути в ледяных кернах, охватывающая весь индустриальный период, относится к леднику в Вайоминге. Эти данные широко использовались в научной литературе по глобальному циклу ртути, но близость ледника к историческим местам добычи и промышленных источников ртути с подветренной стороны, среди прочих факторов, привела к неуверенности в том, насколько точно данные отражают глобальные тенденции в уровнях содержания ртути в атмосфере.Новые записи о ртути из ледяных кернов могут дать представление о прошлых глобальных выбросах ртути, поэтому команда под руководством Дартмута проанализировала ледяной керн за период с 1410 по 1998 год с вершины горы Логан, Юкон, Канада, который уносится ветрами, пересекающими северную часть Тихого океана.
Океан. Ледяной керн, который был собран соавторами исследования Дэвидом Фишером и Кристианом Здановичем в 2001 году во время работы в Геологической службе Канады (GSC), был почти уничтожен в 2011 году, когда сокращение бюджета поставило под угрозу архив ледяного керна GSC.
Анализ показал, что первый крупный пик загрязнения ртутью пришелся на период Североамериканской золотой лихорадки в конце 19 века, когда ртуть использовалась для извлечения золота и серебра из руд и отложений. После окончания «золотой лихорадки» уровни ртути быстро вернулись к почти естественным уровням. Начиная с середины 20-го века, загрязнение ртутью начало беспрецедентно увеличиваться до максимальных уровней в начале 1970-х годов, скорее всего, из-за индустриализации в Соединенных Штатах и ??Европе. Загрязнение ртутью снизилось в конце 1970-х и 1980-х годах, поскольку ртуть была удалена из многих коммерческих продуктов, а в Северной Америке и Европе были приняты правила по выбросам.
Но ледяной керн показывает новый рост загрязнения ртутью с начала 1990-х годов до тех пор, пока рекорд не закончится в 1998 году из-за роста сжигания угля в Азии и мелкомасштабной добычи золота в развивающихся странах, которая, как считается, продолжалась по крайней мере до 2008 года.В целом, новое исследование показывает, что 78 процентов загрязнения ртутью произошло в 20 веке, 14 процентов во время золотой лихорадки (1850-1900) и 8 процентов в колониальный период (1603-1850). Эти цифры значительно отличаются от оценок выбросов, которые используются для построения глобальных моделей ртути, которые относят 43 процента выбросов ртути к 20-му веку, 27 процентов — к золотой лихорадке и 30 процентов — к колониальному периоду. Меньшие объемы выбросов до 20 века, обнаруженные в этом исследовании, позволяют предположить, что в современной окружающей среде в результате ранней добычи ртути значительно меньше «унаследованной» ртути, чем считалось ранее.
Самое главное, новое исследование показывает, что концентрации ртути в атмосфере быстрее реагируют на изменения в выбросах, чем предсказывают большинство современных моделей. Например, концентрации быстро снизились после «золотой лихорадки» и после принятия экологического законодательства о сокращении выбросов в 1970-х годах. Это говорит о том, что будущие усилия по сокращению выбросов ртути будут иметь большее влияние на сокращение загрязнения, чем прогнозируют существующие модели.«Данные о ледяном керне ясно показывают, как усилия по сокращению выбросов ртути снижали загрязнение в прошлом.
Но недавний рост загрязнения ртутью в результате сжигания угля и мелкомасштабной добычи золота показывает, что предстоит еще многое сделать», — говорит ведущий автор. Сэм Бил, химик-исследователь Инженерного корпуса инженерных войск США в исследовательской и инженерной лаборатории холодных регионов, который провел эту работу в качестве доктора философии. студентка Дартмутского отделения наук о Земле.
Соавтор Эрих Остерберг, доцент кафедры наук о Земле Дартмута, и его коллеги продолжат изучение последних тенденций загрязнения из Азии, используя новый ледяной керн, собранный в 2013 году на горе Хантер в национальном парке Денали, Аляска. «Нам интересно посмотреть, как ртуть и другие токсичные металлические загрязнители изменились с конца 1990-х годов до наших дней», — говорит Остерберг. «Сбор новых ледяных кернов для этой работы требует срочности, поскольку ледники во всем мире тают с ускоряющейся скоростью с повышением температуры».