Az éghajlat, a társadalmi-gazdasági és a globális higanyszennyezés kölcsönhatásai az Északi Vízben

Rune Dietz

1 Arctic Research Center, Aarhus University Biotudományi Tanszék, Frederiksborgvej 399, 4000 Roskilde, Dánia

Anders Mosbech

1 Arctic Research Center, Aarhus University Biotudományi Tanszék, Frederiksborgvej 399, 4000 Roskilde, Dánia

Janne Flora

2 Antropológiai Tanszék, Koppenhágai Egyetem, Øster Farimagsgade 5, 1353 Koppenhága K, Dánia

Igor Eulaers

1 Arctic Research Center, Aarhus University Biotudományi Tanszék, Frederiksborgvej 399, 4000 Roskilde, Dánia

Társított adatok

Absztrakt

Az északi víz, Grönland északnyugati részének távoli helyzete ellenére a helyi inughuit lakosságot globális antropogén szennyezés és klímaváltozás érinti. A higany (Hg) elemzését, a fogási információkat, valamint a történelmi és antropológiai szempontokat ötvöző, interdiszciplináris megközelítést alkalmazva ez a cikk világossá teszi, hogy az alacsonyabb szélességi fokokról származó Hg-szennyezés miként veszélyezteti a hagyományos étrendet. Új megközelítésben itt bemutatjuk, hogy az avanersuaq-i inughuiták milyen magas Hg-expozíciónak vannak kitéve a vadászott hagyományos élelmiszerekből, amelyek főként tengeri tengeri madarakból és emlősökből állnak. A Hg ideiglenesen tolerálható éves bevitelének átlagosan 11-szeres (7–15 tartományú) megsértése az elmúlt 20 évben, valamint az ideiglenesen tolerálható havi bevitel 6-szoros (2–16-os) megsértése növeli az egészséget aggodalmak. A szelén (Se) többlete a vadon élő szövetekben, beleértve a narvalákat is, azt mutatta, hogy a Se: Hg mólaránya 1,5, 2,3 és 16,7 volt az izomban, a májban és a mattakban, ami valószínűleg némi védelmet nyújt a magas Hg-expozícióval szemben.

Elektronikus kiegészítő anyag

A cikk online verziója (10.1007/s13280-018-1033-z) kiegészítő anyagot tartalmaz, amely az engedélyezett felhasználók számára elérhető.

Bevezetés

A higany (Hg) és különösen a metil-Hg biomagnifikálódik és jelen van az Északi-sarkvidék táplálékláncában, magas trofikus tengeri madár- és emlősfajokat hagyva magas testterheléssel (Dietz et al. 1996; AMAP 1998). Becslések szerint 200–300 tonna Hg szállít az Északi-sarkra nagy távolságú légköri és óceáni folyamatok, valamint a közepes szélességi fokú antropogén tevékenységekből származó óceánáramok révén, hangsúlyozva a Hg szennyezés világméretű jellegét (AMAP 1998, 2011; Berg et al. 2001; Lindberg és mtsai 2001; Lu és mtsai 2001). A közelmúltban a higanykutatás és -politika integrálása a változó világba ”című szakirodalom jelent meg az Ambio higannyal foglalkozó külön szakaszában, amely a Hg világszerte történő felhasználásának, emissziójának és globális szállításának globális problémáival és következményeivel foglalkozik (pl. Chen és Driscoll 2018). Habár a Hg természetesen előforduló elem, a világméretű antropogén aktivitás a Hg sokszoros növekedéséhez vezetett a sarkvidéki környezetben az iparosodás előtti időkhöz képest (Dietz et al. 2006, 2009; Braune et al. 2011). Ezenkívül a Hg-kibocsátás várhatóan tovább növekszik, kivéve, ha a széntüzelésű erőműveknél új szennyezéscsökkentő technológiákat alkalmaznak (Streets et al. 2009).

Az ősi időbeli trendvizsgálatok irodalmának áttekintése feltárta, hogy a Hg koncentrációja csaknem 20-szorosára nőtt az 1850-es ipari kezdet óta (Dietz et al. 2009). Ezeket a megfigyeléseket megerősítette az Ursus maritimus jegesmedvékre vonatkozó, az Északi Víz Polinyára vonatkozó frissített tanulmány (Pikialasorsuaq, a továbbiakban NOW; Dietz et al. 2011). Az északi-sarkvidéki inuit populációk által elfogyasztott lágyrészekre vonatkozó vizsgálatok azonban kevésbé egyértelműek. Rigét és mtsai. (2011) statisztikailag robusztus módszert alkalmazott az elmúlt 2–3 évtizedben gyűjtött Hg 83 idősorára az Északi-sarkvidéken. Azonban a vizsgált időszakban a cirkumpoláris sarkvidéki szövetekben és fajokban nem mutatkozott következetes tendencia, valószínűleg annak a ténynek köszönhető, hogy a legtöbb idősor túl rövid volt a jelentős tendenciák kimutatásához. Észak-Kanadában és Nyugat-Grönlandon azonban megfigyelhető volt a Hg koncentráció növekedése a tengeri fajokban az Atlanti-óceán északi sarkvidékéhez képest. Bár az adatok túl csekélyek ahhoz, hogy biztonságos időbeli tendenciákat állapítsanak meg az elfogyasztott fajok számára a MOST mindkét oldalán található közösségekben, valamint más sarkvidéki területeken.

A Hg mellett számos klórozott, brómozott és fluorozott perzisztens szerves szennyező anyagot (POP) szállítottak az Északi-sarkvidékre, és ezek hatásait, földrajzi és időbeli trendjeit, valamint az emberi expozíciót vizsgálták. A NOW azonban nem ezeknek a szennyeződéseknek van a legmagasabb expozíciós helye, ezért a jelen tanulmányban nem érdekelt különösebben (AMAP 1998, 2003, 2004, 2009, 2015; Dietz et al. 2013a, b; Letcher et al. 2010).

Anyagok és metódusok

Megélhetési vadászat és étrendi választás

Higany expozíció

A hús-Hg koncentrációra vonatkozó adatok nem voltak elérhetőek fajonként vagy évenként az 1993–2013 közötti 20 éves időszakban. A jelen tanulmányban használt Hg-adatsort ezért vagy publikált irodalomból vették ki, vagy frissen gyűjtött húsból, azaz a NOW projekt keretében végzett izommintákból elemezték. A Hg kémiai elemzése a korábban ismertetett elemkivonási módszereket követte (Søndergaard et al. 2011; Sonne et al. 2014). Minden izommintát fagyasztva szárítottunk és homogenizáltunk, míg a fennmaradó szöveteket mint ilyeneket elemeztük. Mindegyik mintához gravimetriásan meghatároztuk a szárazanyag-tartalmat, és egy almintát mikrohullámú emésztésnek vetettünk alá 8 ml HNO3: MilliQ vízelegyben (1: 1, v: v). Az emésztett oldatokat MilliQ vízzel hígítottuk, és a nyomelemek széles skáláját elemeztük, bár a jelen tanulmányban csak Hg-adatokat használunk. Agilent 7900 CE ICP-MS-t alkalmaztunk a kvantifikációhoz az Aarhusi Egyetem Bioscience Tanszékének akkreditált nyomelem-laboratóriumában, Dánia.

A vadászott vad időbeli trendanalíziseit az R (R Core Team 2016) segítségével végezték el. A statisztikai elemzések előtt az egyes vadászott számokat log-transzformáltuk, hogy megkapjuk a variancia normalitását és homoszkedaszticitását. Az időbeli tendenciák teszteléséhez lineáris regressziós elemzéseket alkalmaztunk, az egyes log-transzformált vadászott vadon élő állatok számát függő változóként és az évet magyarázó változóként használva (pl. Dietz et al. 2004, 2011).

Az Avanersuaq-ban vadászott vad eredményeként az éves átlagos gramm húsra (g) kifejezve az inughuit Hg expozíciót az 1993-tól 2013-ig terjedő átlagos vadfogyasztási adatok összevonásával számolták ki (Piniarneq 2015; Electronic Supplementary Material, S2. Táblázat) a hús Hg átlagos koncentrációjának adataival, amelyeket északnyugat-grönlandi publikált és publikálatlan szennyező vizsgálatokból vettünk (1. ábra; S3, S4 táblázat). Az éves Hg bevitel és az irányadó értékek összekapcsolása érdekében az alábbiak szerint számítottuk ki a közösség ideiglenesen tolerálható éves Hg bevitelét (PTYI) és az ideiglenesen tolerálhatóan havi Hg bevitelt (PTMI), feltételezve az átlagos egyéni testtömeg 60 kg-ot ( USA Környezetvédelmi Ügynökség 1997):

amelyek esetében az átlagos inughuit populációméret 849, ami 1993 és 2013 között 795 és 881 között változik.

Időbeli Hg-terhelés az Avanersuaq vadászott játékában az 1993 és 2013 közötti átlagos vadászat (Piniarneq 2015) és az izomszövet átlagos Hg-terhelései alapján a grönlandi publikált és publikálatlan szennyező vizsgálatokból (a részleteket lásd az S3. Táblázatban)

Eredmények és vita

Hosszú távú változások a vadászatban, az étrendben és a Hg expozícióban

1993 és 2013 között az avanersuaqi vadászok évente átlagosan 27 925 állatot fogtak ki (S1. Ábra, S1. Táblázat). Abszolút számokban az első öt (csökkenő sorrendben) a kis auk Alle alle (2. ábra; 22 599 egyed vagy 81%), a gyűrűsfóka Pusa hispida (3. ábra; 2704 egyed vagy 10%), Brünnich guillemotja. Uria lomvia (1200 egyed vagy 4%), sarkvidéki mezei nyúl Lepus arcticus (287 egyed vagy 1%) és szakállas fóka Erignathus barbatus (178 egyed vagy 1%; S1. Táblázat). Ha a húst tekintjük az emlős tömegének átlagosan 30% -ának, akkor ezek a vadászatok becsült összértéke 287 t az összes elfogyasztott húsban (S4. Táblázat). Ráadásul nagyjából hasonló mennyiségű zsír, máj, vese, szív és belek fogyasztását becsülik a vadászok szánkó kutyái. Tömeg szempontjából az éves húsbevitel többnyire gyűrűs fókából (27 t) áll, amelyet narvali Monodon monoceros követ (4., 5.; 5.; 19 t. Ábra), rozmár Odobenus rosmarus (15 t), szakállas. pecsét (9 t) és a beluga Delphinapterus leucas (3 t) (1. ábra; S2. táblázat).

A kis arany a legtöbb madár, amit megettek, de kis méretük miatt a 10-es fontosságúak, mint az Északi-víz táplálékforrásai (Fotó: Rune Dietz)

A gyűrűs fókák az Északi-víz egyik legfontosabb élelmiszer-erőforrása, mivel jelen van, és egész évben vadászható (Fotó: Rune Dietz)

Az Avanersuaq-ban vadászott narválokra kajakból vadásztak, ahol a bálnák lelőtték őket. Ez a hagyományos vadászati módszer gyakorlatilag nem eredményez vadászati veszteséget (Fotó: Rune Dietz)

A húson és a mattakon kívül a narvalákra vadásznak az értékes agyarak. A két kép 31 év különbséggel készült. Balra Massauna Kristiansen az agyarat nézi, míg fiai az 1984 júniusában kifogott nárvált keresik. Jobbra, Mamarut Kristiansen fia nárvalvadászattal foglalkozik, a 2015 augusztusában megismert módszereket követve (Fotók: Rune Dietz)

A legtöbb faj esetében a vadászat évenkénti ingadozásokat mutat az adatidőszakban észrevehető tendenciák nélkül. A rozmár, a beluga, az északi-sarki mezei nyúl, a kis auk, a közönséges guilemot Uria aalge, a közönséges eider Somateria mollissima és a fekete lábú kittiwake Rissa tridactyla fogási százaléka azonban az elmúlt 2 évtizedben jelentősen, 4–11% -kal csökkent −1 az elmúlt 2 évtizedben, az Ovibus moschatus, a caribou Rangifer tarandus és a Pagphilus groenlandicus harpfóka fogási százaléka jelentősen, 8–14% -kal nőtt −1 (1. ábra, S1, S2).

Elég nagy különbség van abban, hogy az állati test melyik részét fogyasztják, az Avanersuaq területétől, az évszaktól, a fajtól, a vadásztól és természetesen az alkalomtól függően. A helyi lakossággal folytatott beszélgetések azt mutatják, hogy bizonyos szervek, mint például a máj és a vese, kevésbé népszerűek lehetnek, mint korábban, és hogy elsősorban az idősebb generációk fogyasztják ezeket manapság. Megjegyezzük azonban, hogy egyes helyi különlegességek szervei a központi összetevők, és ezeket általában a legtöbb fogyasztja. Egyes fajokat, például a szakállas fókát és a jegesmedve Ursus maritimus májat, azonban soha nem fogyasztják mérgező A-vitamin-tartalmuk miatt.

Jól dokumentálják, hogy a húsban lévő Hg többsége metil-Hg-ként van jelen (Dietz és mtsai 1990; Wagemann és mtsai 1998), amely Hg fajok (95%) könnyen felvehetők a bélfalon, és ezért mérgezőek emlősöknek (Berlin 1986; WHO 1993; Mori és mtsai 2012; Dietz és mtsai 2013c). Ennélfogva a hús jelenti a vadon élő állatok fogyasztásával összefüggő emberi Hg-expozíció elsődleges forrását, amely a különféle szövetek, így a máj, a vese, a szív, a belek és a zsírrétegek fogyasztásával felvett Hg 70% -át teszi ki (Dietz et al. 2017) . A becsült átlagos éves beáramlása 46 g Hg −1 (tartomány: 33–62 g Hg év −1), a PTYI-t átlagosan 11-szeresére túllépték (tartomány: 7–15-szörös; S4. Táblázat) . Ez a vétség még nagyobb lenne, ha ezekből a tengeri emlősökből és madarakból, halakból és egyéb, nem rögzített elemekből származó szöveteket is bevonnának.

Szezonális változások a vadászatban, az étrendben és a Hg expozícióban

Szezonális Hg-terhelés az Avanersuaq vadászott vadjaiban az 1994 és 2014 közötti átlagos vadászat (Piniarneq 2015) és az izomszövet átlagos Hg-terhelései alapján a jelen tanulmányból, valamint Grönlandon közzétett és nem publikált szennyező vizsgálatokból (a részleteket lásd az S5. Táblázatban)

A fenti húsorientált becslés önmagában minden bizonnyal alulbecsüli a vadászoknak való kitettséget, mivel a gubacs is, és a populáció egy részének a máját, a veséjét és a belét is fogyasztják. Mivel az éves húsmennyiség átlagosan 86 tonna körül van az elmúlt 2 évtizedben, a vadon élő állatok teljes ehető része (az ehető nem hús is kb. 30% -ot tesz ki), beleértve a hús beáramlását, valószínűleg közelebb van a 172 t évhez −1. A szánkókutyák etetéséhez azonban jelentős mennyiségre is szükség van (lásd az alábbi vitát). Az, hogy mennyi helyi ételt fogyasztanak egy vadászonként naponta, bizonytalan, mivel az irodalmi értékek a meglehetősen alacsony 169 g-os naptól −1 (egész Grönlandra számítva; n = 2245 2005 és 2008 között) egészen meglehetősen magas 943-ig terjednek. g nap −1 (a Belcher-szigeti régió esetében 1995–1996-ig; Wein és mtsai 1996; Jeppesen és mtsai 2012). Becsléseink szerint az Avanersuaq átlagos napi bevitele megközelíti az 500 g-os napot -1, és az átlagos Inuight-populáció éves vadállományigénye 155 t év -1 lenne (7. ábra). Ez jóval több, mint a vadon élő vadászat eredményeként becsült húsbevitelünk becsült értéke 80 t.

Qaanaaq emberi populáció az elmúlt 4 évtizedben bemutatott Qaanaaq és települések összehasonlításával (Grönlandi Statisztika 2017)

A kutyaszán fontos és fontos a téli vadászat során. A szánkókutyák száma azonban Grönland egész területén, beleértve az Avanersuaqot is, csökken a kedvezőtlen jégviszonyok, a hosszabb nyíltvízi szezon és annak a ténynek köszönhetően, hogy maga a foglalkozási vadászok száma is csökkenőben van (Fotó: Rune Dietz)

Egy másik tényező, amely befolyásolhatja a közösség számára elérhető helyi élelmiszerek mennyiségét, az, hogy a játék mekkora részét forgalmazzák a 2014-ben létrehozott Qaanaaq-i Royal Greenland és Inughuit Seafood termékekkel. Ma a fő kereskedelem a grönlandi laposhal, Reinhardtius hippoglossoides. A tengeri emlősfajok esetében az összegek évről évre jelentősen változnak, míg az 1987–2016 közötti időszakban átlagosan évi 8,7 tonnával kereskednek; Grönlandi statisztika 2017). Történelmileg ennek az összegnek a többsége a narváltermékekre (81%), a 2007 óta nem forgalmazott, nem specifikált fókahúsra (11%) és a beluga termékekre (6,8%) vonatkozik, míg a rozmárhús 0,6% -ot tesz ki a viszonylag kis mennyiség miatt kvóta és fő felhasználása kutyák etetésére (9. ábra). Mivel a narwhal és a beluga termékek többsége (88%, vagyis 7,7 t −1) a bőrük (mattak), amelynek önmagában nem magas a Hg vagy POP terhelése, szemben a hozzá kapcsolódó habosítóval (Dietz et al. 2004). Ez a kereskedelem tehát csökkenti e fontos mattak erőforrás egészséges fogyasztását.

A vadon élő állatok és a grönlandi laposhal-halászat évenkénti kereskedelme (tonnában) az Inughuit Seafood és a Royal Grönland felé Qaanaaq-ban az elmúlt 3 évtizedben (Grönlandi Statisztika 2017)

Emberi expozíció és élelmezésbiztonság

Ami helyileg szennyezettnek vagy biztonságosnak minősül, egyúttal konkrét és elmosódott, mind a szennyezés megnyilvánulása, mind az emberek ennek megfelelően történő eligazodása szempontjából. A Hg bevitelét szezonális eltérések jelzik, amelyek együtt járnak az állatok vándorlásával és a vadászati szokásokkal. A Hg-koncentráció tehát aligha mondható állandónak vagy általánosnak, sem narváloknál, sem embereknél. Ehelyett ezek változóak lesznek, mivel a vadászok és családjaik a vadászati naptár különböző erőforrásai felé orientálódnak. Bár egyesek felismerhetik a narválban jelen lévő magas Hg-szintet, mattakját széles körben elismerték, mint olyan élelmiszer-forrást, amely a legfontosabb vitaminokat és ásványi anyagokat tartalmazza, amelyek lehetővé teszik az emberi életet és a túlélést a világ ezen részén.

Higany és szelén expozíció

Jelentős mennyiségű információ áll rendelkezésre az egészséges tápanyagokról, zsírsavakról és vitaminokról, de e témák alapos leírása miatt a cikk Hg-kérdésére összpontosítanánk. Az AMAP (2009) humánegészségügyi felmérése tehát azt a következtetést vonta le és erősítette meg az Északi-sarkvidék emberi egészségének második AMAP-értékelésében (AMAP 2003) először leírt „sarkvidéki dilemmát”, amely szerint: „A hagyományos étel táplálkozási, kulturális, gazdasági és szellemi szempontból fontos, de a POP-k és a fémek kitettségének fő forrása is. Ennek ellenére az értékelés eredményei alátámasztják a hagyományos ételek fogyasztásának előmozdításának fontosságát, miután olyan információkat szolgáltattak, amelyek lehetővé teszik a tájékozott választást. ”

Következtetés és kilátások az északi víz jövőjére

Ajánlások

A számított becsült Hg-expozíciót úgy kell ellenőrizni, hogy az egyedi vadászat sikerét összekapcsolják a jövőbeni programokban a vérben és a hajban megfigyelt Hg-expozícióval. Ezenkívül a Hg-vel kapcsolatos longitudinális egészségügyi vizsgálatok és az emberi gén-környezeti vizsgálatok Grönlandon még mindig hiányoznak. Végül az északi-sarkvidéki földrajzi összehasonlítás során figyelembe kell venni az emberi expozíció szezonális változásaival kapcsolatos információkat.

Elektronikus kiegészítő anyag

Az alábbiakban az elektronikus kiegészítő anyagra mutató link található.