Las emisiones humanas han multiplicado por siete el mercurio en la atmósfera: estudio


Los seres humanos han aumentado siete veces la concentración de mercurio potencialmente tóxico en la atmósfera desde el comienzo de la era moderna alrededor del año 1500 d.C., según una nueva investigación de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS).


por Leah Burrows, Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard


Las emisiones humanas aumentaron siete veces el mercurio en la atmósfera
Destino de un pulso de 100  Mg de Hg volcánico liberado a la atmósfera . El panel (a) muestra los efectos de la variación de la altitud de inyección del penacho en la fracción de masa inicial restante 10 días después de que se liberó el pulso. El panel (b) muestra los efectos de las diferencias en la especiación de Hg del pulso inicial sobre las tendencias de masa de Hg atmosférico durante los 3 meses posteriores a la erupción para cada especie de Hg emitida (subpaneles) y nivel de presión (color de punto). Todos los experimentos se realizaron utilizando el modelo de Hg atmosférico de GEOS-Chem (v12.8) (Shah et al., 2021). (a) Las barras de error y (b) las regiones sombreadas muestran la variabilidad (1 σ ) según la ubicación de la liberación (Pinabuto y Mt. St. Helens) y la fecha de la erupción. Las especies de Hg oxidadas se indican como gaseosas (g) o particuladas (p). Crédito: Cartas de investigación geofísica (2023). DOI: 10.1029/2023GL104667

El equipo de investigación, dirigido por Elsie M. Sunderland, profesora Fred Kavli de Química Ambiental y Profesora de Ciencias Planetarias y de la Tierra, desarrolló un nuevo método para estimar con precisión la cantidad de mercurio que emiten anualmente los volcanes, el mayor emisor natural de mercurio. El equipo utilizó esa estimación, junto con un modelo informático, para reconstruir los niveles de mercurio atmosférico preantropógenos.

Los investigadores estimaron que antes de que los humanos comenzaran a bombear mercurio a la atmósfera, ésta contenía en promedio alrededor de 580 megagramos de mercurio. Sin embargo, en 2015, una investigación independiente que analizó todas las mediciones atmosféricas disponibles estimó que la reserva de mercurio atmosférico era de aproximadamente 4000 Mg, casi siete veces mayor que la condición natural estimada en este estudio.

Las emisiones humanas de mercurio procedentes de las centrales eléctricas alimentadas con carbón , la incineración de residuos, la industria y la minería marcan la diferencia.

“El metilmercurio es un potente neurotóxico que se bioacumula en peces y otros organismos, incluidos nosotros”, dijo Sunderland, autor principal del artículo. “Comprender el ciclo natural del mercurio impulsado por las emisiones volcánicas establece un objetivo de referencia para las políticas destinadas a reducir las emisiones de mercurio y nos permite comprender el impacto total de las actividades humanas en el medio ambiente”.

La investigación se publica en Geophysical Research Letters .

El desafío de medir el mercurio en la atmósfera es que no hay mucho, a pesar de su enorme impacto en la salud humana. En un metro cúbico de aire, puede haber sólo un nanogramo de mercurio, lo que hace prácticamente imposible detectarlo vía satélite. En cambio, los investigadores necesitaban utilizar otra sustancia química emitida junto con el mercurio como sustituto. En este caso, el equipo utilizó dióxido de azufre, un componente importante de las emisiones volcánicas.

“Lo bueno del dióxido de azufre es que es muy fácil de ver usando satélites”, dijo Benjamin Geyman, Ph.D. estudiante de Ciencias e Ingeniería Ambientales en SEAS y primer autor del artículo. “El uso de dióxido de azufre como indicador del mercurio nos permite comprender dónde y cuándo se producen las emisiones volcánicas de mercurio”.

Utilizando una recopilación de proporciones de mercurio a dióxido de azufre medidas en columnas de gas volcánico, los investigadores realizaron ingeniería inversa sobre la cantidad de mercurio que podría atribuirse a las erupciones volcánicas. Luego, utilizando el modelo atmosférico GEOS-Chem, modelaron cómo se movía el mercurio de las erupciones volcánicas por todo el mundo.

El equipo descubrió que, si bien el mercurio se mezcla con la atmósfera y puede viajar largas distancias desde su lugar de inyección, las emisiones volcánicas son directamente responsables de sólo un pequeño porcentaje de las concentraciones a nivel del suelo en la mayoría de las áreas del planeta. Sin embargo, hay áreas (como América del Sur, el Mediterráneo y el Anillo de Fuego en el Pacífico) donde los niveles de emisiones volcánicas de mercurio dificultan el seguimiento de las emisiones humanas.

“En Boston, podemos hacer nuestro monitoreo local y no tenemos que pensar si fue un año de grandes volcanes o un año de pequeños volcanes”, dijo Geyman.

“Pero en un lugar como Hawaii, hay una gran fuente de mercurio natural que es muy variable en el tiempo. Este mapa nos ayuda a entender dónde los volcanes son importantes y dónde no, lo cual es realmente útil para comprender el impacto de humanos sobre las tendencias a largo plazo del mercurio en los peces, en el aire y en el océano. Es importante poder corregir la variabilidad natural en la influencia volcánica en lugares donde pensamos que la influencia puede no ser insignificante”.

Más información: Benjamin M. Geyman et al, Impactos de las emisiones volcánicas en el ciclo biogeoquímico global del mercurio: conocimientos a partir de observaciones satelitales y modelos de transporte químico, Geophysical Research Letters (2023). DOI: 10.1029/2023GL104667

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