Por Daniel Obrist, 15 de diciembre de 2017
Los científicos saben desde hace tiempo que el Ártico está contaminado por mercurio, pero saben menos sobre cómo se produce esta contaminación. Un lugar remoto, helado y aparentemente inmaculado, ¿cómo es posible que esté contaminado por este metal tan tóxico?
Hace poco volví de un proyecto de investigación de dos años de duración en Alaska, donde dirigí la investigación de campo sobre este tema, junto con otros científicos de la Universidad de Colorado, el Instituto de Investigación del Desierto de la Universidad de Nevada, la Universidad de Toulouse y la Universidad de la Sorbona, Francia, y el Instituto Tecnológico del Gas de Illinois.
Nuestro trabajo ha sido la investigación más amplia realizada hasta la fecha sobre cómo se deposita el mercurio en la tundra ártica, un vasto ecosistema que rodea el océano Ártico. Nuestros descubrimientos muestran que la forma gaseosa del mercurio, emitida por la quema de carbón, la minería y otros procesos industriales en el mundo industrializado, llega a la región procedente desde miles de kilómetros de distancia. En el Ártico se deposita en los suelos de la tundra y finalmente va a parar a las aguas del océano, suponiendo una amenaza para la fauna y los habitantes de esas regiones.
Rastreando los trayectos del mercurio
Las naciones industrializadas y en desarrollo emiten alrededor de 2000 toneladas de mercurio a la atmósfera cada año. A nivel mundial, las fuentes más importantes de emisiones de mercurio son la minería de oro a pequeña escala y la artesanal, y las centrales térmicas que queman carbón.
Las emisiones de mercurio procedentes de las actividades humanas se realizan de varias formas, que comportan de distinta manera en la atmósfera. El mercurio oxidado, Hg (II), generalmente se deposita cerca de las fuentes de emisión. Al contrario, el mercurio en estado gaseoso Hg (O) permanece en la atmósfera durante mucho tiempo y puede recorrer grandes distancias.
En el Ártico se han encontrado altos niveles de mercurio en las ballenas beluga, los osos polares, las focas, los peces, las águilas y otras aves. Eso significa que los seres humanos también están afectados, particularmente los esquimales, que dependen de la caza y la pesca tradicionales para obtener sus alimentos. La exposición a altos niveles de mercurio durante largos períodos de tiempo provoca problemas neurológicos y cardiovasculares. Los científicos han estado trabajo durante más de dos décadas para determinar como se difunde el mercurio de los países industrializados hasta el Ártico.
De la atmósfera a las plantas y al suelo
Desde nuestro lugar de observación, al norte de la cordillera Brooks de Alaska, determinamos que el mercurio gaseoso presente en la atmósfera es la fuente que determina la presencia de mercurio en el Ártico. Calculamos que representaba el 70% del mercurio que llega al suelo de la tundra. Los estudios anteriores se centraron principalmente en la deposición del mercurio oxidado en el aire. Sin embargo, estimamos que el mercurio oxidado representa menos de un tercio de la deposición de mercurio, y la deposición por lluvia y nieve sólo el 2%.
La siguiente pregunta es cómo el mercurio se deposita en el suelo. Encontramos que las plantas lo absorben de la atmósfera a través de sus hojas, del mismo modo que absorben el dióxido de carbono. Entonces, cuando las plantas pierden las hojas o mueren, el mercurio que contienen se deposita en el suelo.
Esto explica probablemente por qué la escorrentía desde el suelo de la tundra hasta el Océano Ártico -que otros investigadores han estimado en un total de 50 a 85 toneladas por año- representa entre la mitad y dos tercios del aporte total de mercurio en el Océano Ártico. Allí, puede convertirse en metilmercurio orgánico altamente tóxico. A medida que los animales más grandes comen animales más pequeños, se va acumulando a través de la cadena alimenticia acuática a niveles perjudiciales.
Podría empeorar. Nuestro estudio no evaluó el impacto potencial del calentamiento global, pero si el cambio climático continúa sin control, las temperaturas más cálidas podrían desestabilizar los depósitos de mercurio en el permafrost y permitir la presencia de cantidades aún mayores en las aguas del Ártico.
Las huellas dactilares de las fuentes de mercurio
Recopilamos datos del Ártico durante todo el año – un estudio ambicioso en un lugar con inviernos largos y oscuros cuando las temperaturas descienden a 40 grados centígrados bajo cero. Los veranos también plantean retos, especialmente con las nubes de mosquitos.
Utilizamos un laboratorio instalado en la tundra, que visitamos regularmente para calibrar y mantener nuestros instrumentos y para colaborar con el personal de Toolik Field Station, una estación de investigación de la Universidad de Alaska en Fairbanks. Nuestra tecnología incluyó mediciones de todas las formas principales de mercurio en todos los compartimentos ambientales, incluyendo la atmósfera, nieve, lluvia, plantas, líquenes, musgos, suelos de tundra y permafrost.
Muchos de nuestros instrumentos permitieron unas mediciones continuas durante todo el año mediante control remoto. Necesitábamos medir los niveles de mercurio durante todo el año para desarrollar balances de masas anuales de deposición de mercurio: estimaciones de cuánto mercurio entraba en el Ártico procedente de diferentes fuentes y hacia dónde iba. Además, mis colaboradores de Francia realizaron mediciones de isótopos de mercurio estables – una novedosa y poderosa técnica que nos permitió tomar huellas dactilares de varias fuentes de mercurio en el medio ambiente.
El transporte de mercurio a largas distancias y de otros contaminantes es una grave amenaza para la salud de los pueblos indígenas del Ártico, que dependen de la pesca y de la caza para su alimentación.
La Ciencia al servicio de una acción mundial conjunta
Nuestra investigación subraya la importancia de la Convención de Minamata sobre el Mercurio, el primer tratado mundial concebido para proteger la salud humana y el medio ambiente de los efectos adversos de este elemento. Más de 120 países, entre ellos Estados Unidos, han firmado la convención, que entró en vigor en agosto de 2017.
El pacto requiere que los países miembros eliminen o reduzcan gradualmente el mercurio de productos como baterías, ciertas bombillas, cosméticos y pesticidas. También deben controlar las emisiones de mercurio en el aire de las centrales térmicas de carbón, la incineración de residuos y los procesos industriales conexos, y reducir o eliminar el uso de mercurio en la minería aurífera y la fabricación de productos químicos a pequeña escala.
Después de este estudio, me planteo continuar investigando si el mercurio gaseoso es también una fuente dominante de contaminación en otras tierras distantes, y el mecanismo de absorción del mercurio por las plantas, que puede ser la principal vía para que los depósitos de mercurio atmosférico lleguen a tierra. Los científicos, las Agencias de Regulación y los encargados de formular políticas necesitan comprender mejor la forma en que la absorción del mercurio gaseoso por las plantas y los suelos afecta al medio ambiente, incluidos los bosques del mundo. Con la Convención de Minamata como marco, muchas naciones necesitarán este tipo de información científica para reducir los peligros del tóxico mercurio.
Daniel Obrist es Profesor y Director del Departamento de Ciencias Ambientales, Terrestres y Atmosféricas, Universidad de Massachusetts Lowell
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