جیوه یک عنصر بالقوه سمی است که در بدنه های آبی در سراسر جهان باقی می ماند و شناخته شده است که در سطوح تغذیه ای بالاتر تجمع زیستی دارد. در نتیجه، به طور گسترده در ماهی و به عنوان یک آلاینده خارجی مورد مطالعه قرار گرفته است.
با این حال، شناسایی منابع جیوه در دریاچه‌ها دشوارتر است و افزایش اتروفیکاسیون و تغییرات بعدی در چرخه‌های بیوژئوشیمیایی، توانایی ردیابی جیوه در سیستم‌های آبی را پیچیده‌تر کرده است.1
مطالعه 2025 آب ACS ES&T دو دریاچه اوتروفیک در ویسکانسین را با توسعه حوضه های آبخیز متفاوت مورد بررسی قرار داد تا مشخص کند جیوه در دریاچه ها از کجا سرچشمه می گیرد، چرخه های بیوژئوشیمیایی چگونه این منبع را تحت تاثیر قرار می دهد و استفاده از زمین های اطراف چقدر اهمیت دارد.
نویسندگان این فرضیه را مطرح کردند که رسوبات سطحی قبل از اختلاط فصلی، جیوه آزاد می کنند و با ادامه اختلاط، منبع به سمت ستون آب حرکت می کند.1
نمایی از دریاچه مونونا و مدیسون، ویسکانسین از پارک اولین. (اعتبار: ریچارد هرد از طریق Flickr CC BY 2.0)
روش ها
اولین دریاچه ای که نمونه برداری شد، دریاچه مدنوتا بود، دریاچه ای بزرگ با توسعه شهری، حومه ای و کشاورزی و ورودی جیوه از شاخه های فرعی، رسوب مستقیم جوی و رواناب.
دیگری، دریاچه مونونا، عمدتاً دارای توسعه شهری و حومه‌ای است که سهمی از جمله آلودگی صنعتی، رواناب، شاخه‌های فرعی و رسوبات جوی دارد.
نمونه‌های آب سطحی از ماه می تا اکتبر در سال‌های 2021 و 2022 با پمپ پریستالتیک گرفته شد.1 کل ستون آب نمونه برداری شد و پروفایل های کیفیت آب با استفاده از YSI EXO2 گرفته شد.1 هسته های رسوبی در عمیق ترین نقطه هر دریاچه در سال 2017 گرفته شد.1
نمونه‌های انبوه سستون ماهانه از ماه می تا اکتبر در سال‌های 2021 و 2022 با شبکه پلانکتون گرفته شد.1 ماهی قلاب و لاین در سال 2016 نمونه برداری شد و گونه های صید شده پلاژیک در نظر گرفته شدند.1
همه نمونه‌ها (آب، سستون، رسوب، ماهی) هم برای جیوه کل و هم متیل جیوه، یک شکل آلی سمی که معمولاً در محیط‌های آبی یافت می‌شود و در سطوح تغذیه‌ای بالا تقویت می‌شود، تجزیه و تحلیل شدند.
این مطالعه همچنین نسبت یک ایزوتوپ رایج و پایدار متیل جیوه را که به عنوان ردیاب استفاده می‌شد، اندازه‌گیری کرد.1
داده‌ها برای تعیین میانگین غلظت در هر دسته نمونه و منبع (بنتیک یا اپیلیمنتیک) تجزیه و تحلیل شدند.1 نویسندگان همچنین غلظت ها را بر اساس ماه های سال ترسیم کردند.
نتایج
ترکیب جیوه هر دریاچه متفاوت است، دریاچه مدنوتا سطوح بالاتری را در رسوبات عمیق‌تر نشان می‌دهد، در حالی که دریاچه مونونا سطوح متغیر ورودی جیوه را نشان می‌دهد که احتمالاً ناشی از آلودگی صنعتی است.1
غلظت رسوبات سطحی نیز متفاوت بود، که نشان می‌دهد حوضه‌های آبخیز مختلف نقش بازی می‌کنند.1 گنجاندن این داده‌ها به مطالعه اجازه داد تا تنها منابع جیوه از دریاچه را برای تعیین فراهمی زیستی طبیعی در نظر بگیرد.1
برای هر دو دریاچه، سطوح متیل جیوه در طول طبقه بندی بالاترین بود.1 درصد متیل جیوه به جیوه کل در متالیمنیون در این دوره‌ها بالاتر بود، که نشان می‌دهد متیلاسیون توسط پلانکتون در ستون آب ممکن است منبع مهم‌تری نسبت به انتشار غیرآلی از رسوب باشد.1
سطوح جیوه آب سطحی برای هر دو دریاچه مشابه و در طول گردش مالی پاییز بالاترین میزان بود.1
سطوح جیوه سستون نیز برای هر دریاچه قابل مقایسه بود و نشانه هایی از بزرگنمایی زیستی را نشان داد (در زئوپلانکتون بالاتر از فیتوپلانکتون).1 سطوح در سستون نیز در طول طبقه بندی در بهار و پاییز به اوج خود می رسد.
سطوح متیل جیوه در اپیلیمنیون پایین‌تر بود و نویسندگان پیشنهاد کردند که آزاد شدن جیوه از رسوبات احتمالاً در طول طبقه‌بندی ضعیف‌تر است.1
ردیابی ایزوتوپ پایدار نشان داد که غلظت متیل جیوه در پلانکتون به صورت فصلی متفاوت است.1 در “دوره های آب شفاف” زمانی که نور بیشتری وجود دارد افزایش می یابد و بر نقش آنها در تولید جیوه تاکید بیشتری می شود.1
به همین ترتیب، زمانی که تشک های شکوفه های جلبکی نور ورودی به ستون آب را کاهش می دهند، کمترین غلظت مشاهده می شود.1 از طریق اندازه‌گیری‌های مستقیم، این مطالعه همچنین نشان داد که زئوپلانکتون‌ها و فیتوپلانکتون‌ها غلظت‌های ایزوتوپ متفاوتی را نشان می‌دهند که نشان‌دهنده تغییرات در ترکیب جیوه در سطوح تغذیه‌ای است.1
علاوه بر این، آنها غلظت های پایین ایزوتوپ پایدار اندازه گیری شده را در نزدیکی رسوب مشاهده کردند که نشان می دهد متیلاسیون و رسوب اتمسفر منابع محتمل تر جیوه هستند.1
آنها منابع جیوه را در ماهی ها آزمایش کردند و دریافتند که منابع سستون و جو نسبت به منبع رسوب برتری دارند.1
در نهایت، این مطالعه به این نتیجه رسید که تنوع فصلی در دریاچه‌های اوتروفیک بر منابع و ترکیب جیوه تأثیر می‌گذارد.1
او همچنین تایید کرد که متیل جیوه متالمنتیک هم برای پلانکتون ها و هم برای ماهی ها مهم است و هم گردش پاییز و هم بهار این سطوح را افزایش می دهد.1
همانطور که اتروفیکاسیون دریاچه ها همچنان در حال افزایش است، درک پویایی منابع جیوه و تغییرات به طور فزاینده ای ضروری می شود.
منابع
- گریس جی. آرمسترانگ، سارا ای. جانسن، رایان اف. لپاک، تایلر جی. روزرا، بنجامین دی. پترسون، سامیا تی کوشینگ، مایکل تی. تیت و جیمز پی. هرلی. “طبقه بندی فصلی منجر به تجمع زیستی منابع جیوه پلاژیک در دریاچه های اوتروفیک می شود.”
ACS ES&T Water 2025 5 (5), 2444-2454. DOI: 10.1021/accesswater.5c00028
