Токсичність металів в океані зростає через вплив зміни клімату

Чи знаєте ви, що наші океани природним чином містять невелику кількість токсичних металевих елементів, таких як свинець, ртуть, миш’як і кадмій? Це звучить трохи тривожно. Але ці мікроелементи зазвичай не є проблемою. Однак діяльність людини, така як промисловість і сільське господарство, вносить значні суми.

Що ще гірше, нове дослідження виявило, що зміна клімату вже впливає на те, як ці елементи розподіляються та накопичуються в наших морях. У міру просування вперед це може мати значні наслідки.

Розуміння змін в океані

Ми добре знаємо вплив зміни клімату на наші океани: підвищення температури, зростання кислотності та втрата кисню. Однак найновішим поворотом у цій історії є те, як зміна клімату впливає на забруднення наших морів. Дослідження проводили д-р Ребекка Зітун, морський хімік з GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, і д-р Саша Марцинек з Інституту Руджера Бошковича в Загребі.

Свинець, ртуть, кадмій та інші метали потрапляють в наші океани не лише через промислову діяльність або спалювання викопного палива. Як виявилося, природні джерела цих елементів зазнають змін через такі кліматичні фактори, як підвищення рівня моря, розлив або висихання річок, танення морського льоду та льодовиків. Результат? Збільшений потік і мобілізація забруднень.

Металеві забруднення в океані

Дослідження є продуктом робочої групи Об’єднаної групи експертів ООН з наукових аспектів захисту морського середовища (GESAMP), зосередженої на металевих забруднювачах в океані.

Доктор Сільвія Сандер, професор морських мінеральних ресурсів у GEOMAR і колишній керівник лабораторії вивчення морського середовища в МАГАТЕ в Монако, ініціювала цю робочу групу. Іншим членом цієї групи є німецький співавтор Крістоф Фелькер з AWI.

«Наша робоча група зосередилася на впливі зміни клімату та парникових газів на забруднюючі речовини в океані», — пояснив доктор Сандер.

Це підвищення в основному пов’язане з таненням льодовиків, відтаванням вічної мерзлоти та береговою ерозією. Таке підвищення рівня ртуті становить значний ризик для громад, які залежать від традиційного рибальства, оскільки ртуть накопичується в харчовому ланцюгу.

Внесок діяльності людини

«Діяльність людини збільшила глобальний потік токсичних металів, таких як свинець, у десять разів, а ртуть — у три-сім разів порівняно з доіндустріальним рівнем», — сказав д-р Сандер. «Токсичні елементи, такі як срібло, все частіше виявляються в прибережних водах, що походять від спалювання вугілля та зростаючого використання наночастинок срібла в антибактеріальних продуктах».

Це не тільки ці елементи, але навіть срібло все частіше виявляється в прибережних водах завдяки спалюванню вугілля та зростаючому використанню наночастинок срібла в антибактеріальних продуктах.

Розповсюдження пластику та транспортування ще більше посилили цю проблему. Вони можуть зв’язувати важкі метали, такі як мідь, цинк і свинець, які потім потрапляють у харчовий ланцюг. Зі збільшенням експлуатації океанів людський внесок цих важких металів може зрости ще більше.

Змінний клімат і метали

Зміни клімату, такі як підвищення температури моря, закислення океану та виснаження кисню, впливають на мікроелементи різними способами. Наприклад, температура води безпосередньо впливає на біодоступність і поглинання мікроелементів, таких як ртуть, морськими організмами.

При більш високих температурах метаболізм посилюється, розчинність кисню знижується, а вентиляція зябер покращується, що призводить до того, що в організми надходить більше металів і накопичується в їхньому тілі.

Крім того, оскільки наші океани поглинають більше CO2, що виділяється людиною, їхній рН падає, таким чином збільшуючи розчинність і біодоступність таких металів, як мідь, цинк і залізо. Це може бути особливо шкідливим для міді, яка є дуже токсичною для багатьох морських організмів у підвищених концентраціях.

Зміни забруднень океану

Людська діяльність має подвійний вплив на кількість забруднюючих речовин у наших прибережних регіонах. Є прямий вплив, коли ми викидаємо забруднюючі речовини в навколишнє середовище, а потім є непрямий вплив зміни клімату на природні джерела цих елементів.

Що викликає занепокоєння, так це те, що існує значний брак даних про те, як зміна клімату впливає на забруднюючі речовини в океані.

Робоча група стверджує, що нам потрібні додаткові дослідження нових і недостатньо вивчених забруднювачів. Вони також наголошують на необхідності кращих моделей, а також на оновленні законодавства, яке контролює вплив забруднюючих речовин у морях.

Проблеми, що виникають

Подвійна загроза зміни клімату та забруднення навколишнього середовища становить величезну проблему, яка вимагає інноваційних рішень і стратегій співпраці. Однією з напрямків досліджень, що розвиваються, є розробка передових моделей, які забезпечують всебічне уявлення про взаємодію між кліматичними змінними та поведінкою забруднюючих речовин у морських екосистемах.

Такі моделі дозволять вченим передбачити зміни в розподілі забруднюючих речовин і, що більш важливо, розробити стратегії пом’якшення наслідків, які надають пріоритет здоров’ю навколишнього середовища та людини. Крім того, інтеграція супутникових технологій і аналітики великих даних відкриває безпрецедентні можливості для покращення нашого розуміння та моніторингу забруднення моря в глобальному масштабі.

Порятунок океанів від токсичних металів

«Щоб краще зрозуміти вплив на екосистеми та здоров’я людини, нам потрібно усунути прогалини в знаннях про взаємодію між забруднювачами та зміною клімату та розробити стандартизовані методи, які надають глобально порівнювані дані», — сказав д-р Зітун.

Хоча нам ще багато чому потрібно навчитися, неможливо переоцінити важливість зміцнення морського захисту та розробки стійких рішень для вразливих прибережних районів. Зміна клімату та забруднення є складними проблемами, але їх вирішення має важливе значення для збереження наших океанів. Дослідження опубліковано в журналі Communications Earth & Environment.