Der Quecksilbergehalt in Fischen steigt trotz verringerter Emissionen

Der Quecksilbergehalt in Fischen steigt trotz verringerter Emissionen
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Klimawandel und Überfischung können die Bemühungen behindern, giftige Quecksilberansammlungen in den Fischen und Schalentieren, die auf unseren Tellern landen, zu reduzieren. Die Quecksilberemissionen nehmen weltweit ab. Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass wärmeres Meerwasser und die Auswirkungen der Fischerei auf die Ökosysteme die Bildung von Quecksilber in Meeresfrüchten beeinflussen können.

Durch die Fischereipraktiken wurde der Methylquecksilbergehalt im Kabeljaugewebe erhöht (Gadus morhua) Schätzungen zufolge wurden sie in einem Zeitraum von rund 30 Jahren von bis zu 23 Prozent im Golf von Maine gefangen. Dies trotz eines Rückgangs des atmosphärischen Quecksilbergehalts im selben Zeitraum von den 1970er bis 2000er Jahren. Der Befund basiert auf Simulationen von Quecksilberemissionen sowie fischereibezogenen Veränderungen des Ökosystems. Es zeigt, wie die Ernährung von Kabeljau, die durch den Rückprall von einmal überfischtem Hering verursacht wird, eine wichtige Rolle bei der Bestimmung spielt, berichtet das Team online am 7. August Natur.

Die Wissenschaftler erstellten auch Simulationen der Auswirkungen der Erwärmung des Meerwassers auf die Bioakkumulation von Quecksilber, wobei sie sich ändernde Emissionen und Temperaturen sowie Quecksilberansammlungen berücksichtigten, die seit 1969 im atlantischen Roten Thun des Golfs von Maine gemessen wurden Anstieg der Methylquecksilberkonzentrationen im atlantischen Roten Thun im Golf von Maine um 56 Prozent (Thunnus thynnus), fand das Team.

"Dies ist wirklich die erste Untersuchung, die sich mit den wandernden Meeresfischen und den möglichen Auswirkungen von Temperatur und Überfischung befasst", sagt gleichzeitig die Studienkoautorin Elsie Sunderland, Umweltchemikerin an der Harvard University. Wissenschaftler sind seit langem davon ausgegangen, dass es beim Anhäufen von Quecksilber in Meeresfrüchten nur darauf ankommt, wie viel in den Himmel geschickt wird, sagt sie.

Heiß nehmen

Simulationen legen nahe, dass der Methylquecksilbergehalt im Meerwasser des Golfs von Maine seit den 1970er Jahren gesunken ist, da die Emissionen von Kohlekraftwerken stärker reguliert wurden (siehe unten).

Methylquecksilber im Meerwasser des Golfs von Maine

Die gemessenen Meerwassertemperaturen steigen jedoch weltweit und die Gewässer des Golfs von Maine erwärmen sich im Vergleich zum globalen Durchschnitt (unten) besonders schnell.

Temperaturabweichung des Golfs von Maine vom globalen Durchschnitt

Diese Effekte wirken sich darauf aus, wie viel Quecksilber im in der Region gefangenen Atlantischen Roten Thun anfällt, wie Simulationen zeigen (siehe unten). Berücksichtigt man nur die Emissionen, sollte der Quecksilbergehalt des Thunfischs dem Trend der gepunkteten Linie folgen – erst nach den 1970er Jahren ansteigen und dann abfallen. Neue Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass der Quecksilbergehalt in Thunfisch sowohl von den Emissionen als auch von den Wassertemperaturen abhängt (durchgezogene Linie), wobei ein früher, mit den Emissionen zusammenhängender Höchststand und dann seit etwa 2000 ein stetiger Anstieg zu verzeichnen sind, der steigenden Meerwassertemperaturen entspricht.

Einfluss von Wasserquecksilber und Temperatur auf Thunfisch

Emissionen sind wichtig, aber nur ein Teil des Puzzles. Quecksilberemissionen können als anorganisches Quecksilber sowohl durch menschliche Aktivitäten wie das Verbrennen von Kohle als auch durch natürliche Quellen wie Vulkane verursacht werden. Schließlich regnet dieses Quecksilber wieder auf die Erdoberfläche. Mikroorganismen wandeln dann das Quecksilber in eine organische Form um, die Methylquecksilber genannt wird und an organischer Substanz haften kann. Wenn winzige Kreaturen diese Materie verbrauchen, wird das Metall in ihrem Fettgewebe gespeichert. Und so weiter die Nahrungskette hinauf: Während immer größere Tiere mit Methylquecksilber beladene Mahlzeiten zu sich nehmen, sammelt sich immer mehr Metall in den Raubtieren an.

In Ozeanen kann diese giftige Wanderung vom Zooplankton zu kleinen Fischen und Krebstieren, dann zu größeren Fischen und schließlich zu Menschen führen. Diese Ansammlung kann tödlich sein: Eine Methylquecksilbervergiftung kann das zentrale Nerven- und Verdauungssystem schädigen und kognitive Schäden, Nierenversagen und Tod verursachen.

Die gute Nachricht ist, dass die Emissionen nicht mehr steigen. Von 1990 bis 2010 gingen die Quecksilberemissionen durch menschliche Aktivitäten von 2.890 Megagramm pro Jahr auf 2.280 Megagramm pro Jahr zurück. Laut dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen gehen die Emissionen, insbesondere aus der Europäischen Union und den Vereinigten Staaten, weiter zurück. Ein globaler Vertrag von 2017 zur Reduzierung der Emissionen könnte diese Zahlen weiter senken.

In den USA gingen die Quecksilberemissionen aus Kohlekraftwerken von rund 41.600 Kilogramm im Jahr 2006 auf rund 6.300 Kilogramm im Jahr 2016 zurück. Dieser Rückgang ist das direkte Ergebnis staatlicher Emissionsvorschriften und später eines Bundesstandards von 2011, so Sunderland.

Überraschenderweise führte dies jedoch nicht zu einer direkten Verringerung des in Fischen gemessenen Quecksilbers. Einige Fische im Golf von Maine, wie z. B. Kabeljau, wiesen im Laufe der Zeit einen Anstieg des Quecksilbergehalts in ihren Geweben auf. Andere, darunter der Dornhai (Squalus acanthias) zeigten Abnahmen.

Um dieses Rätsel zu lösen, untersuchten die Biogeochemikerin Amina Schartup von der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, Kalifornien, und Kollegen das Ökosystem des Golfs von Maine. Das Gebiet hat eine lange Geschichte intensiver Untersuchungen hinter sich, sowohl als historisches Fanggebiet als auch als Brennpunkt der globalen Erwärmung. Die Meerwassertemperaturen dort gehören zu den schnellsten der Welt.

Das Team untersuchte den Methylquecksilbergehalt in Meerwasser, Sedimenten und im gesamten Ökosystem. Die Forscher wollten diese Daten auch mit Veränderungen in der Ernährung von Kabeljau und Dornhai im Laufe der Zeit vergleichen. Zu diesem Zweck analysierte das Team den Mageninhalt der beiden Arten aus den 1970er Jahren anhand der umfangreichen Aufzeichnungen der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration über die Fischbestände in der Region.

Quecksilberunterschiede zwischen den beiden Fischarten standen in direktem Zusammenhang mit Ernährungsumstellungen, die sich aus den Fanggewohnheiten des Menschen ergaben. Kabeljau und Hartriegel essen beide lieber Hering, aber in den 1970er Jahren brachen die Heringpopulationen in der Region aufgrund von Überfischung ein. So verwandelte sich der Kabeljau in einen relativ quecksilberarmen Fisch wie Hummer und der Katzenhai in einen stark quecksilberhaltigen Tintenfisch. Aber dann kam der Hering wieder auf die Speisekarte, als sich die Population nach den 1970er Jahren erholte. Dogfish aßen weniger Tintenfische und ihr Quecksilberanstieg verlangsamte sich. Kabeljau hingegen verzeichnete einen dramatischeren Anstieg der Quecksilberansammlung.

Meerwassertemperaturen im Golf von Maine können ebenfalls die Quecksilberansammlung verändern. Mithilfe von Berechnungen des Energieverbrauchs, des Wachstums und des Beuteverbrauchs für Roten Thun schätzten die Forscher, um wie viel sich erwärmendes Wasser die Fischaktivität erhöht. Aktivere Fische verbrauchen mehr Futter und reichern mehr Quecksilber an. Dies könnte höhere Quecksilbergehalte als erwartet erklären, die in den Fischen gemessen werden, wenn die Emissionen sinken, schlagen die Wissenschaftler vor.

Als nächstes plant das Team, diese Simulationen über den Golf von Maine hinaus auszudehnen, sagt Sunderland. "Das ist wirklich das Ziel", sagt sie. "Um die sich ändernden Auswirkungen für all diese Ökosysteme zu verstehen."

William Cheung, ein Meeresökologe an der Universität von British Columbia in Vancouver, sagt, dass ein weiterer Schritt darin bestehen wird, diese Erkenntnisse mit der öffentlichen Gesundheit in Verbindung zu bringen und Prognosen für die künftige Sicherheit von Meeresfrüchten zu erstellen. "Es ist eine wirklich wichtige Arbeit", sagt er. "In der Vergangenheit haben wir diese Probleme nur einzeln betrachtet: Klimawandel, Überfischung, Kontamination … Möglicherweise unterschätzen wir das Risiko und die Auswirkungen. “

Die Bemühungen, diese Risiken für die Zukunft zu prognostizieren, sind jedoch eine schwierige Aufgabe, die durch gewisse Unsicherheiten hinsichtlich der künftigen Quecksilberemissionen, insbesondere aus den USA, erschwert wird. Im Dezember 2018 schlug die EPA vor, ihre Quecksilbervorschriften zu schwächen, was darauf hindeutet, dass sie nicht mehr „angemessen oder notwendig“ sind.

Doch diese Vorschriften "sind eine enorme Erfolgsgeschichte für die Umwelt", sagt Sunderland. Die Rücknahme dieser Vorschriften könnte einen Großteil des Guten, das sie getan haben, zunichte machen, sagt sie. "Ohne sie wäre die Situation noch viel schlimmer."

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