Mercurio como contaminante global y posibles vías para la mitigación de su impacto

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Fuente Colaje imágenes Google

La nota de prensa que os mostraremos hoy lleva por título: “Identifican un proceso que reduce la presencia de mercurio oxidado en la atmósfera”. En ella se expone una nueva propuesta metodógica con vistas a paliar sus dramáticos efectos sobre la biosfera, salud humana y, como no, los suelos que tanto nos interesan. En ella puede leerse por ejemplo, como: El nuevo proceso de fotólisis solar reduce el mercurio oxidado a mercurio elemental, dando lugar a un incremento importante del tiempo de vida de este metal en nuestra atmósfera y, por tanto, un aumento en las distancias que puede alcanzar desde los puntos de origen. El trabajo, que se publica en la revista Nature Communications, plantea una nueva opción para destruir este metal en la atmósfera y aportar cambios en su ciclo de vida en los ecosistemas terrestres y marinos. Ahora bien, se trata especialmente de evitar o mitigar sus efectos a larga distancia. También os exponemos otra noticia en la que los autores defienden que las cenizas, blancas o negras, que se depositan sobre el medio edáfico, tras los incendios forestales, podrían unirse a las formas reactivas de este elemento químico (especialmente en la ceniza a la que denominamos carbón negro o carbón vegetal), transformándolo en otras no reactivas, manteniéndolo en suelos y sedimentos, evitando así su liberación y contaminación en las aguas.

Ya hemos hablado de la contaminación por mercurio en diversas ocasiones. Incluso en algunos post explicamos que sus efectos dañan la salud humana desde tiempos ancestrales. Empero el impacto humado ha generados enormes emisiones de tal metal pesado hasta límites alarmantes. Dado el ciclo del mercurio y su transporte a enormes distancias de las fuentes de emisión, algunos expertos lo califican como contaminante global.  Abajo os exponemos ambas notas de prensa, así como bastante material con vistas a que entendáis, tanto de forma didáctica como técnica, cuales son las fuentes de mercurio, sus procesos de deposición en suelos y sedimentos, pero también lo efectos e impactos en los suelos, la vegetación etc.  Obviamente, del mismo modo os detallamos los post más relevantes que hemos publicado por el tema (no se trata de repetirse una y otra vez). Tener presente que, aunque, en el título de estas últimas no aparezca, en sus contenidos sin hablamos del mercurio, metal pesado, pero que muy pesado, en todos los sentidos. Espero que os sirva de introducción a alguno de vosotros. Gracias al Portal troposfera que, junto con Wikipedia, son las fuentes del material más didáctico que podréis leer abajo.

Juan José Ibáñez

Continúa…….

Para entender el mercurio en la biosfera/geosfera/edafosfera y los problemas que acarrea

Ciclo del Mercurio (Wikipedia)

Tesina UCM Facultad de Farmacia: Mercurio en el suelo: contaminación y remediación

Libro de la Universidad Autónoma de Barcelona: El Mercurio como Contaminante Global.

Revista Ecosistemas: Rehabilitación de suelos contaminados con mercurio: estrategias aplicables en el área de Almadén.

Tesis de la Universidad de Castilla La Mancha: Las interacciones aire/suelo/plantas-líquenes/leguminosas-rhizobium del mercurio en áreas contaminadas

Post previos relacionados con el tema

Inventario y Monitorización de Suelos Contaminados y su Relevancia para la Salud

Contaminación de Suelos y Aguas en Culturas y Civilizaciones Ancestrales

Contaminación Ambiental en Culturas Milenarias (evidencias en suelos y sedimentos)

Contaminación por Mercurio de Suelos Urbanos y Periurbanos (Cuencas de Drenaje y Bioacumulación en la cadena trófica)

Agricultura urbana y periurbana, suelos, cultivos, contaminación y riesgos para la salud

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Contaminación del Suelo = Contaminación Marina (El Vertedero Oceánico)

Riesgos de los Nanomateriales para el Medio Ambiente: Biomagnificación en la Cadena Trófica (El Suelo Como Reservorio)

Catástrofes en cascada: Vertederos, deslizamientos, avalanchas, contaminación…..

La Fertilidad de los Bosques Tropicales Americanos y el Polvo del Sahara / Sahel (La Salud de la Población en EE.UU.)

La revolucionaria técnica de fertilizar que nos guiará hacia la sustentabilidad mundial (Los suelos y los restos mortales del ser humano)

Portal troposfera

El mercurio (…) (Hg) (…)El mercurio existe de manera natural en el medio ambiente en una gran variedad de formas. Al igual que el plomo y el cadmio, el mercurio es un metal pesado (…). En su forma pura, se conoce como mercurio “elemental” o “metálico”, representado también como Hg(0). Rara vez se le encuentra en su forma pura, como metal líquido; es más común en compuestos y sales inorgánicas. El mercurio puede enlazarse con otros compuestos como mercurio monovalente o divalente -representado como Hg(I) y Hg(II), respectivamente-. A partir del Hg(II) se pueden formar muchos compuestos orgánicos e inorgánicos de mercurio.

Los niveles de mercurio en el medio ambiente han aumentado considerablemente desde el inicio de la era industrial. El mercurio se encuentra actualmente en diversos medios y alimentos (especialmente el pescado) en todas partes del mundo a niveles que afectan adversamente a los seres humanos y la vida silvestre.

La actividad del hombre ha generalizado los casos de exposición, y las prácticas del pasado han dejado un legado de mercurio en vertederos, los desechos de la minería y los emplazamientos, suelos y sedimentos industriales contaminados. Hasta las regiones donde se registran emisiones mínimas de mercurio, como el Ártico, se han visto adversamente afectadas debido al transporte transcontinental y mundial del mercurio.

La fuente más importante de contaminación con mercurio son las emisiones al aire, pero se producen también emisiones de mercurio de diversas fuentes que van directamente al agua y a la tierra.

Una vez liberado, el mercurio permanece en el medio ambiente, donde circula entre el aire, el agua, los sedimentos, el suelo y la biota en diversas formas.

La forma en que se libera el mercurio varía según los tipos de fuentes y otros factores. La mayoría de las emisiones al aire son en forma de mercurio elemental gaseoso, que es transportado en todo el mundo a regiones alejadas de las fuentes de emisión. Las emisiones restantes se producen en forma de mercurio gaseoso, inorgánico, iónico (como el cloruro de mercurio) o consolidado en partículas emitidas. Estas formas tienen un período de vida más corto en la atmósfera y se pueden depositar en tierras o masas de agua a distancias aproximadas de 100 a 1000 kilómetros de su fuente. El mercurio elemental en la atmósfera puede transformarse en mercurio iónico, que crea una vía importante para el depósito del mercurio elemental emitido.

Una vez depositado, el mercurio puede cambiar de forma (principalmente por metabolismo microbiano) y convertirse en metilmercurio, que tiene la capacidad de acumularse en organismos (bioacumulación) y concentrarse en las cadenas alimentarias (biomagnificación), especialmente en la cadena alimentaria acuática (peces y mamíferos marinos). El metilmercurio es, pues, la forma que causa mayor preocupación. Casi todo el mercurio que se encuentra en los peces es metilmercurio.

Fuentes del Mercurio (…) en cuatro categorías: (i) Fuentes naturales: liberaciones debidas a la movilización natural del mercurio tal como se encuentra en la corteza terrestre, como la actividad volcánica o la erosión en las rocas; (ii) Las actuales liberaciones antropógenas (asociadas con la actividad humana) resultantes de la movilización de impurezas de mercurio en materias primas como los combustibles fósiles –en particular el carbón, y en menor medida el gas y el petróleo- y otros minerales extraídos, tratados y reciclados; (iii) Las actuales liberaciones antropógenas resultantes del uso intencional del mercurio en productos y procesos durante la fabricación, los derrames, la eliminación o incineración de productos agotados y liberaciones de otro tipo y (iv) La re-movilización de liberaciones antropógenas pasadas de mercurio anteriormente depositado en suelos, sedimentos, masas de agua, vertederos y acumulaciones de desechos o residuos.

Una gran parte del mercurio presente en estos momentos en la atmósfera es el resultado de muchos años de emisiones antropógenas. Es difícil de calcular el componente natural de la carga total en la atmósfera, aunque los datos disponibles parecen indicar que las actividades antropógenas han incrementado los niveles de mercurio en la atmósfera en un factor aproximado de tres, las tasas medias de sedimentación en un factor de 1,5 a 3 y la sedimentación en las proximidades de zonas industriales en un factor de 2 a 10.

En lo que se refiere a las liberaciones antropogénicas, la proporción relativa de las liberaciones derivadas de usos intencionales por oposición a la movilización de impurezas de mercurio varía mucho de un país a otro y de una región a otra, en particular según (…). En los países en que se practica la minería del mercurio o se utiliza el mercurio para la minería en pequeña escala del oro o la plata, estas fuentes pueden ser muy importantes. Algunos de los procesos antropogénicos más importantes que movilizan impurezas de mercurio son la generación de energía y calor a partir del carbón; la producción de cemento; y la minería y otras actividades metalúrgicas que comprenden la extracción y procesamiento de materiales minerales, como la producción de hierro y acero, zinc y oro.

Algunas fuentes importantes de liberaciones antropogénicas que se producen a raíz de la extracción y el uso intencional del mercurio comprenden la minería del mercurio; la minería del oro y la plata en pequeña escala (…) el tratamiento de desechos y la incineración de productos que contienen mercurio; los vertederos y la cremación.

Toxicidad del Mercurio

El mercurio tiene diversos efectos adversos, importantes y documentados, sobre la salud humana y el medio ambiente de todo el mundo. El mercurio y sus compuestos son sumamente tóxicos, especialmente para el sistema nervioso en desarrollo. El nivel de toxicidad en seres humanos y otros organismos varía según  (….) Los seres humanos pueden estar expuestos al mercurio de diversas formas, incluyendo, entre otras, el consumo de pescado, los usos ocupacionales y domésticos, las amalgamas dentales y las vacunas que contienen mercurio. El metilmercurio tiene efectos adversos para los seres humanos y la vida silvestre (…).

Identifican un proceso que reduce la presencia de mercurio oxidado en la atmósfera

Un nuevo proceso de fotólisis del mercurio atmosférico modifica cómo se transporta y se deposita este contaminante en ecosistemas terrestres.

El mercurio procedente de actividades industriales, medioambientales y mineras se acumula durante un largo tiempo en nuestra atmósfera en forma de gas de átomos de mercurio elemental. En esta forma puede vivir hasta un año. Pero una vez en la atmósfera, en presencia de moléculas muy reactivas, se convierte en compuestos de mercurio oxidado y estos nuevos compuestos, de gran toxicidad y poder contaminante, son más solubles con la lluvia y se depositan de nuevo sobre la superficie terrestre con las precipitaciones. Debido a que puede alcanzar lugares muy alejados de aquellos donde se emitió se considera uncontaminante global“.

Las reacciones químicas de oxidación y reducción de mercurio en la atmósfera son cruciales para entender los procesos de dispersión y deposición de este metal. Ahora, un estudio internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto la foto-reducción de mercurio oxidado como la principal vía para disminuir la presencia de mercurio oxidado en la atmósfera. El nuevo proceso de fotólisis solar reduce el mercurio oxidado a mercurio elemental, dando lugar a un incremento importante del tiempo de vida de este metal en nuestra atmósfera y, por tanto, un aumento en las distancias que puede alcanzar desde los puntos de origen. El trabajo, que se publica en la revista Nature Communications, plantea una nueva opción para destruir este metal en la atmósfera y aportar cambios en su ciclo de vida en los ecosistemas terrestres y marinos.

“Como explicamos en este estudio, los compuestos de mercurio oxidado que se forman en la atmósfera también se pueden destruir en presencia de radiación solar (fotólisis), volviendo a generar mercurio elemental y alargando la presencia del metal en el aire. Hasta el momento no se había considerado este proceso de fotólisis como una opción para destruir este metal”, señala Alfonso Saiz-López, investigador del CSIC en el Instituto de Química Física Rocasolano.

Para llegar a estas conclusiones, el equipo de científicos ha utilizado métodos avanzados de química teórica, experimentos de fotólisis de laboratorio así como complejos métodos de modelado numérico de química atmosférica, que han ayudado a determinar cómo afectan las nuevas reacciones fotoquímicas a la distribución del mercurio en nuestro planeta.

Referencia bibliográfica:

A. Saiz-Lopez, et al. 2018. Photoreduction of gaseous oxidized mercury changes global atmospheric mercury speciation, transport and depositionNature Communications. DOI: 10.1038/s41467-018-07075-3

La ceniza de los incendios forestales puede atar atrapar mercurio que irá al suelo
por Brooks Hays; Washington DC (UPI) 05 de diciembre de 2018

Una nueva investigación sugiere que la materia particulada liberada por los incendios forestales puede atrapar el mercurio y prevenir su absorción en las vías fluviales locales.
“Poco se sabe sobre los orígenes, la concentración, la reactividad y la biodisponibilidad de Hg en materiales de cenizas residuales en paisajes posteriores al incendio”, escribieron los investigadores en un nuevo artículo sobre el tema, publicado el miércoles en la revista Environmental Science and Technology.
La mayoría de los estudios se han centrado en la liberación de mercurio a la atmósfera cuando se queman los bosques, pero, como se confirmó en una nueva investigación, una parte significativa del mercurio emitido puede regresar a la superficie a través de la ceniza. De vuelta al suelo, las cenizas se erosionan fácilmente en las vías fluviales locales, donde se acumulan en diversos entornos acuosos.
Cuando el mercurio es procesado por bacterias, el metilmercurio más tóxico se produce como un subproducto. El metilmercurio puede envenenar a los peces y otras especies silvestres. La intoxicación por metilmercurio en humanos puede causar una variedad de problemas neurológicos.
Pero los últimos hallazgos sugieren que las cenizas de incendios forestales pueden atrapar el mercurio y evitar que tome formas más reactivas.
Cuando un equipo de investigadores probó los niveles de mercurio encontrados en las cenizas depositadas por dos incendios forestales recientes en California, encontraron concentraciones similares de la toxina en ambas cenizas negras, producidas por quemaduras de baja intensidad, y cenizas blancas, formadas durante incendios de mayor intensidad. .
Ambos tipos de cenizas también contenían niveles de mercurio similares a los medidos en la vegetación no quemada, pero su análisis mostró que el mercurio adherido a la ceniza era más probable que existiera en su forma no reactiva que el mercurio encontrado en la vegetación no quemada.
Cuando los investigadores permitieron que la ceniza se mezclara con agua durante varios días, encontraron que solo una pequeña parte del mercurio era absorbida por el agua. Cuando se permitió que la vegetación sin quemar se empapara, un mayor porcentaje del mercurio se liberó en el agua.
Los investigadores proponen que el carbón negro, o el carbón, en la ceniza podría unir el mercurio y mantenerlo en una forma no reactiva que no se libera en el agua”, concluyeron los investigadores en un comunicado de prensa.

Wildfire ash can bind to, trap mercury
by Brooks Hays; Washington DC (UPI) Dec 05, 2018


New research suggests the particulate matter released by wildfires can trap mercury and prevent its absorption into local waterways.

“Little is known about the origins, concentration, reactivity, and bioavailability of Hg in residual ash materials in post-fire landscapes,” researchers wrote in a new paper on the subject, published Wednesday in the journal Environmental Science and Technology.

Most studies have focused on the release of mercury into the atmosphere when forests are burned, but as new research confirmed, a significant portion of the emitted mercury can return to the surface via ash. Back on the ground, ash is easily eroded into local waterways, where it collects in various aqueous environs.

When mercury is processed by bacteria, the more toxic methylmercury is produced as a byproduct. Methylmercury can poison fish and other wildlife. Methylmercury poisoning in humans can cause a variety of neurological problems.

But the latest findings suggest wildfire ash may trap mercury, and keep it from taking on more reactive forms.

When a team of researchers tested the levels of mercury found in ash deposited by two recent California forest fires, they found similar concentrations of the toxin in both black ash, produced by low-intensity burning, and white ash, formed during higher-intensity fires.

Both types of ash also contained levels of mercury similar to those measured in unburned vegetation, but their analysis showed mercury attached to ash was more likely to exist in its nonreactive form than mercury found in unburned vegetation.

When researchers allowed ash to mix with water for several days, they found only a small portion of the mercury was absorbed by the water. When unburned vegetation was allowed to soak, a larger percentage of the mercury was released into the water.

“The researchers propose that black carbon, or charcoal, in the ash could bind mercury and keep it in a non-reactive form that is not released into water,” researchers concluded in a news release.

Wildfire ash could trap mercury

December 5, 2018, American Chemical Society

In the summers of 2017 and 2018, heat waves and drought conditions spawned hundreds of wildfires in the western U.S. And in November, two more devastating wildfires broke out in California, scorching thousands of acres of forest, destroying homes and even claiming lives. Now, researchers studying ash from recent California wildfires report in ACS’ Environmental Science & Technology that burned material in forests might help sequester mercury that otherwise would be released into the environment.

Forest fires release substantial amounts of mercury into the atmosphere, but some mercury remains behind in wildfire ash. The fine, powdery nature of this material makes it prone to runoff into aquatic environments, where microbes can convert the element into highly toxic methylmercury. Yet the levels and fate of mercury in wildfire ash, which can be black or white in color, are unclear. Black ash is generated from low-intensity burning, whereas white ash results from higher burn intensities. Martin Tsz-Ki Tsui, Xiangping Nie and colleagues wanted to examine mercury levels and reactivity in black and white ash from two recent California wildfires.

When the researchers analyzed mercury levels, taking into account the amount of organic matter lost to combustion, they found that black ash, white ash and unburned vegetation from the wildfire areas contained similar amounts of mercury. However, most ash samples contained higher amounts of mercury that was in a chemically unreactive form than did the unburned samples. Stream water mixed with white or black ash for 4 or 12 weeks had lower amounts of mercury and methylmercury compared with water containing unburned vegetation. The researchers propose that black carbon, or charcoal, in the ash could bind mercury and keep it in a non-reactive form that is not released into water.

Explore further: Traditional Tibetan medicine exposes people and environment to high mercury levels

More information: Origin, Reactivity, and Bioavailability of Mercury in Wildfire Ash, Environmental Science & Technology (2018). pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.8b03729

Journal reference: Environmental Science & Technology

Provided by: American Chemical Society

Read more at: https://phys.org/news/2018-12-wildfire-ash-mercury.html#jCp

La ceniza de incendios forestales podría atrapar mercurio

5 de diciembre de 2018, American Chemical Society

En los veranos de 2017 y 2018, las olas de calor y las condiciones de sequía generaron cientos de incendios forestales en el oeste de los Estados Unidos. Y en noviembre, otros dos incendios forestales devastadores estallaron en California, quemando miles de acres de bosques, destruyendo hogares e incluso reclamando vidas. Ahora, los investigadores que estudian las cenizas de los recientes incendios forestales de California informan en Ciencia y tecnología ambientales de ACS que el material quemado en los bosques podría ayudar a secuestrar el mercurio que, de lo contrario, se liberaría al medio ambiente.

Los incendios forestales liberan cantidades sustanciales de mercurio a la atmósfera, pero algo de mercurio queda atrás en las cenizas de los incendios forestales. La naturaleza fina y en polvo de este material lo hace propenso a la escorrentía en ambientes acuáticos, donde los microbios pueden convertir el elemento en metilmercurio altamente tóxico. Sin embargo, los niveles y el destino del mercurio en las cenizas de los incendios forestales, que pueden ser de color blanco o negro, no están claros. La ceniza negra se genera a partir de quemaduras de baja intensidad, mientras que las cenizas blancas resultan de intensidades de quemaduras más altas. Martin Tsz-Ki Tsui, Xiangping Nie y sus colegas querían examinar los niveles de mercurio y la reactividad en cenizas blancas y negras de dos incendios forestales recientes en California.

Cuando los investigadores analizaron los niveles de mercurio, teniendo en cuenta la cantidad de materia orgánica perdida en la combustión, encontraron que las cenizas negras, las cenizas blancas y la vegetación no quemada de las áreas de incendios forestales contenían cantidades similares de mercurio. Sin embargo, la mayoría de las muestras de ceniza contenían cantidades más altas de mercurio que estaba en una forma químicamente no reactiva que las muestras sin quemar. El agua del arroyo mezclada con ceniza blanca o negra durante 4 o 12 semanas tuvo cantidades más bajas de mercurio y metilmercurio en comparación con el agua que contiene vegetación sin quemar. Los investigadores proponen que el carbón negro, o carbón vegetal, en la ceniza podría unirse al mercurio y mantenerlo en una forma no reactiva que no se libera en el agua.

Explore más: la medicina tradicional tibetana expone a las personas y al medio ambiente a altos niveles de mercurio

Más información: Origen, reactividad y biodisponibilidad de mercurio en cenizas de incendios forestales, ciencia y tecnología ambientales (2018). pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.8b03729

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