Door wilde rijst in meren en beken te bestuderen, een team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Minnesota heeft ontdekt dat sulfaat in waterwegen wordt omgezet in giftige sulfideniveaus en andere schadelijke elementen verhoogt. Dit omvat methylkwik, de enige vorm van kwik die vis besmet.

Sulfaat is een verbinding die vrijkomt in zoet water uit mijnbouw, riolering, meststoffen, verbranding van fossiele brandstoffen, en andere menselijke activiteiten, evenals uit natuurlijke geologische bronnen in sommige delen van de staat. De onderzoekers publiceerden onlangs drie gerelateerde studies over het onderwerp sulfaat in water in de Journal of Geophysical Research:Biogeowetenschappen , gepubliceerd door de American Geophysical Union.

"Wilde rijst dient als een vlaggenschipsoort of het equivalent van onze 'kanarie in een kolenmijn', ' ons een waarschuwing geven over hoe menselijke activiteit onze waterkwaliteit in Minnesota beïnvloedt, " zei Amy Myrbo, een onderzoeksmedewerker in de LacCore/CDSCO-faciliteit van de Universiteit van Minnesota bij de afdeling Aardwetenschappen en hoofdauteur van twee van de drie onderzoeken. "De resultaten van onze studies zijn belangrijk omdat ze aantonen dat toename van sulfaat in onze meren en beken meerdere negatieve gevolgen kan hebben voor ecosystemen, hoewel sulfaat zelf relatief goedaardig is."

Wilde rijst is cultureel belangrijk voor meerdere groepen in Minnesota, vooral inheemse Amerikanen. Wilde rijst biedt ook leefgebied en voedsel voor watervogels en andere dieren in het wild. Onderzoek in de jaren veertig en vijftig wees uit dat wilde rijst het beste groeide in meren met een laag sulfaatgehalte in Minnesota. maar niemand wist waarom. De correlatie was een puzzel, aangezien sulfaat niet erg giftig is voor planten of dieren.

Uit dit nieuwe onderzoek blijkt dat het probleem sulfide is, niet sulfaat. Sulfaat kan worden omgezet in giftige niveaus van sulfide in de bodem van wetlands, zoals die waarin wilde rijst ontkiemt en wortelt. Wilde rijst is een eenjarige plant die elk voorjaar moet ontkiemen uit zaden die de vorige herfst in de natte grond zijn gevallen. Anaërobe microben in de bodem maken sulfide uit sulfaat in het bovenliggende water. meren, stromen, en wetlands met hoge concentraties opgelost sulfide in het sediment hebben daarom een ​​lage kans om wilde rijst te herbergen.

Naast het vrijkomen van sulfide, de onderzoekers ontdekten dat bij versnelde afbraak van planten in waterwegen, veroorzaakt door de sulfaten, fosfor en stikstof vrijkomen, die het waterlichaam bemest en de plantengemeenschap binnen het ecosysteem kan veranderen - inclusief toenemende algenbloei. De microben die sulfaat omzetten in sulfide, produceren ook methylkwik, de enige vorm van kwik die vis besmet.

"Minnesota is uniek onder de Amerikaanse staten en Canadese provincies omdat het een waterkwaliteitsnorm heeft die sulfaat regelt, "zei Myrbo. "Dit gaat niet alleen over wilde rijst. We hebben nu ontdekt dat het toevoegen van sulfaat aan ons water gevolgen heeft voor de hele lijn, inclusief meer kwik in vis, veranderingen in leefgebied voor eenden, en veranderingen in de voedselketen."

Meer dan drie zomers in 2011 2012, en 2013, onderzoekers bestudeerden watermonsters en sediment van meer dan 100 meren en beken in Minnesota waar wilde rijst groeit of waar ze bepaalden dat wilde rijst zou moeten groeien. Veel van deze waterwegen bevonden zich in het noordoosten van Minnesota, waar sulfaat van nature niet voorkomt. De onderzoekers deden meer dan 100 metingen op elke locatie die sedimentkernen bestudeerden, water in het sediment, oppervlaktewater, en diverse planten. Ze analyseerden zaken als de chemie van het water, diepte en transparantie.

In bijna alle gevallen is het water met het hoogste sulfaatgehalte had geen wilde rijst, ook al leken andere omstandigheden ideaal voor de groei van de waterplant. Het veldonderzoek van het team dat de effecten van sulfaat op de waterkwaliteit aantoonde, weerspiegelde studies van andere onderzoekers in tanks.

"Ons onderzoek is gebaseerd op harde wetenschap en toonde dezelfde resultaten als andere onderzoeken in kunstmatige omgevingen, " Myrbo zei. "We weten dat problemen met betrekking tot onze waterwegen zeer complex kunnen zijn, maar we hopen dat ons werk kan worden gebruikt om een ​​goed openbaar beleid te maken dat de economische behoeften van onze staat in evenwicht brengt met voedselsoevereiniteit en de bescherming van het milieu."