Kwik is een wijdverbreide giftige stof en verontreinigende stof voor het milieu die via de voedselketen op het bord van mensen terechtkomt. Hoewel het een wereldwijd probleem is, kwik regelgeving varieert wereldwijd. Afhankelijk van waar men woont met betrekking tot de uitstoot van kwik, regionale sanering heeft een minimale impact op de lokale visconsumptieadviezen. Dit geldt met name in een gevoelig landschap als het Upper Peninsula van Michigan, waar bijna 80 procent van de binnenmeren is aangetast.

Voor de Keweenaw Bay Indian Community (KBIC), het probleem culmineert in de vraag, wanneer mogen we de vis eten? Een eenvoudig antwoord is ongrijpbaar, maar een onderzoek onder leiding van de Michigan Technological University gaf inzicht in wat er moet gebeuren om ervoor te zorgen dat de vis veilig kan worden gegeten.

De vraag van de KBIC hielp bij het begeleiden van biogeochemische modelbouwers, milieu-ingenieurs en sociale wetenschappers om wereldwijd-chemische transportmodellen en de lokale effecten op de KBIC en het Upper Peninsula van Michigan te overbruggen. De studie wordt volgende week gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift van de Royal Society of Chemistry Milieuwetenschap:processen en effecten , en het werk maakt deel uit van een National Science Foundation-programma dat kijkt naar de dynamiek van gekoppelde natuurlijke en menselijke systemen.

Gevoelige gemeenschappen

Kwik is een uitwisselbare vervuiler van het atmosfeeroppervlak (ASEP) samen met polychloorbifenyl (PCB) verbindingen, polycyclische aromatische koolwaterstofverbindingen (PAK's) en andere persistente organische verontreinigende stoffen (POP's). ASEP-moleculen zijn onzichtbaar, smakeloze wereldhoppers die grote afstanden kunnen afleggen.

Eventueel, ze banen zich een weg naar de Grote Meren waar ze zich door de lucht voortbewegen, landschap, water en dieren. Onderzoekers kunnen ASEP-bewegingen en effecten beschrijven door middel van beleid, sociaaleconomische druk, ecosysteemdiensten, stressoren zoals klimaatverandering en landgebruik, evenals biogeochemische cycli. De hoofdonderzoeker van het onderzoek is Judith Perlinger, hoogleraar milieutechniek aan Michigan Tech. Ze zegt dat het project een voorbeeld is van het gebruik van state-of-the-art wetenschap om een ​​gemeenschapsrelevante vraag te beantwoorden.

"We nemen fenomenen die op wereldwijde schaal optreden en voorspellen wat ze zullen doen, "Perlinger zegt, eraan toevoegend dat werken met de KBIC een belangrijk onderdeel van het project is. "Het is duidelijk dat de kwestie voor hen belangrijk is, dus hoe kunnen we de wetenschap relevant voor hen maken?"

Om dit te doen, neem een ​​groot team:zes instellingen, 36 onderzoekers en 11 partnerorganisaties. Het team van Perlinger gebruikt GEOS-Chem, een globaal driedimensionaal Euleriaans chemisch transportmodel. Het is op grote schaal gebruikt om de troposferische chemie en samenstelling beter te begrijpen. Voor ASEP's, GEOS-Chem sorteert door de emissiebronnen, migratie, wisselkoersen en rustplaatsen van de verontreinigende stoffen en is gekoppeld aan massabalansmodellering om de aquatische dynamiek van het systeem te begrijpen.

Gevoelige landschappen

In de Milieuwetenschap:processen en effecten papier, Perlinger en haar team richten zich op kwik en drie verschillende beleidsscenario's tot 2050.

In de eerste, ze analyseerden ambitieuze doelen waarbij alle kwikemissies van antropogene bronnen worden geëlimineerd; in de seconde, zij onderzochten een gematigde reductie op basis van beleid-in-actie; en in de derde, ze beoordeelden een scenario met minimale regelgeving zonder beleidsactie.

Ze ontdekten dat er weinig zou veranderen binnen de levens van de KBIC-gemeenschap. Noël Stedelijk, hoogleraar milieutechniek en een projectonderzoeker die zich richt op de biogeochemie van de verontreinigende stoffen, zegt dat het proces waarschijnlijk generaties duurt om niveaus te bereiken die de gemeenschap als veilig beschouwt.

"Mensen gaan ervan uit dat wat in een bos wordt afgezet, hetzelfde in een meer wordt afgezet, wat niet waar is, dus modellen hebben zich misrekend, "Stad zegt, eraan toevoegend dat de feedback tussen land- en aquatische systemen ook langer duurt dan onderzoekers eerder dachten. "Dit is duidelijk in de Grote Meren, en het Boven-schiereiland is een bijzonder gevoelig landschap voor kwik."

Wat betreft het volgen van kwik, Urban neemt gegevens over de kwikconcentratie van vissen uit meren en schat het kwik in vissen uit vergelijkbare wateren, samen met de Great Lakes Indian Fish and Wildlife Commission (GLIFWC), een van de onderzoekspartnerorganisaties van het project. Ze ontdekten dat kwik anders blijft bestaan, afhankelijk van de grootte van het meer.

'Welk gif wil je?' vraagt ​​Urbanus. "Ga naar de grote meren en haal PCB's, ga naar de kleine meren en haal kwik."

Simpel gezegd, er is geen eenvoudig antwoord op de vraag van de KBIC.

Om het antwoord verder te verduidelijken, Stedelijk, Perlinger en hun team zijn van plan om door te gaan met bemonsteren in lokale meren op het Boven-schiereiland, het beoordelen van de regionale effecten in de Grote Meren en het doorlichten van hun bevindingen door middel van mondiale modellen. Hun transdisciplinair werk verdiept het begrip van kwikcycli en de nauwkeurigheid van modellering, evalueert meerschalig beleid, en biedt inzicht in de beste praktijken om lokale inheemse gemeenschappen te betrekken bij wereldwijd onderzoek.

Milieuwetenschap:processen en effecten publiceert hoogwaardige artikelen op alle gebieden van de chemische milieuwetenschappen, inclusief chemie van de lucht, water, bodem en sediment. We verwelkomen studies over het lot en de effecten van antropogene en natuurlijk voorkomende verontreinigingen in het milieu, zowel chemisch als microbiologisch, evenals gerelateerde natuurlijke elementcyclusprocessen.