A Pireneusokban található Pic du Midi -n az ETH kutatói a szálló porban, a felhőkben és az esővízben vizsgálták az arzénnyomokat. Újonnan kifejlesztett mérési módszerekkel feltárták a környezeti toxin légköri transzportútjait.
Az arzén egy nyomelem, amely a periódusos rendszerben a foszfor alatt található, és minden élőlény számára esszenciális. Ez a szoros kémiai kapcsolat azt jelenti, hogy a sejtek nem mindig képesek megkülönböztetni a két elemet. „Ez az összetévesztés veszélye az oka az arzén toxicitásának” – mondja Lenny Winkel, az ETH Zürichi Biogeokémiai és Szennyezőanyag-dinamikai Intézet és a Svájci Szövetségi Víztudományi és Technológiai Intézet (Eawag) professzora.
Winkel és csapata már évek óta érdeklődik ez a környezeti toxin iránt, amelynek becslések szerint 31 tonna kering a Föld légköre körül. Az arzén levegőben való viselkedésének és eloszlásának további vizsgálata érdekében a kutatók komplex mérési kampányt folytattak a Pireneusokban található Pic du Midi kutatóállomáson. Az állomás 2877 méterrel a tengerszint felett található, így olyan mintákat gyűjthetnek, amelyeket nagyrészt nem befolyásolnak a helyi szennyező források.
A Pic du Midi-n a kutatók többek között felfedezték, hogy a felhők átlagosan lényegesen több arzént tartalmaznak, mint az esővíz. De aki attól tart, hogy a következő felhőszakadás során megmérgezi magát, az megnyugodhat: „Az arzén nagyon híg a légkörben” – mondja Winkel. Valójában a kutatóknak optimalizálniuk kellett a mérési módszerüket, hogy egyáltalán ki tudják mutatni az arzént. „A kimutatási határ most 1-2 nanogramm literenként, ami akár hússzor alacsonyabb a korábbi módszerek kimutatási határánál” – jegyzik meg a kutatók nemrégiben megjelent tudományos cikkükben.
A légtömeg-mozgások kifinomult modellje, valamint a felhők és az esővíz kémiai elemzése lehetővé tette a kutatók számára, hogy azonosítsák a különböző jellegzetes transzportminták helyét, ezáltal meghatározva az egyes mintákban található arzén forrását. Ha például egy minta sok nátriumot tartalmazott, a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy az arzénnak a Pireneusok felé vezető úton keverednie kellett a tengerben felkeveredett sóval (azaz nátrium-kloriddal).
Winkel csapata azonban más mintákban nagyobb mennyiségű oldott szerves szenet talált. „Ez származhat természetes forrásokból, például növényekből és pollenből. De okozhatja az ember okozta környezetszennyezés is, például a közlekedés vagy az ipar” – mondja Esther Breuninger, a tanulmány vezető szerzője. Majd hozzáteszi: „Mindenesetre az oldott szerves szén azt jelzi, hogy az arzénnak szárazföldek felett kellett repülnie, mielőtt a mintánkban landolt volna.”
A biológiai folyamatok fontosabbak, mint azt korábban gondolták
Winkel és csapata többféle arzént észlelt az esővízmintákban. A várt szervetlen arzén mellett úgynevezett metilezett arzénvegyületeket is találtak. Ilyen vegyületek akkor keletkeznek, amikor baktériumok, algák, növények vagy gombák szervetlen arzént szívnak fel, majd átalakított formában kiválasztják a toxint – valószínűleg önvédelem céljából. A kutatók elemzései azt mutatják, hogy az arzént mind a tengeri, mind a szárazföldi élőlények metabolizálják.
„Korábban azt feltételezték, hogy az olyan emberi tevékenységek, mint a szénégetés vagy az ércolvasztás, elsősorban a légköri arzénért felelősek” – mondja Winkel. Néhány felhőmintában azonban a metilezett vegyületek tették ki a kimutatott arzén többségét. „Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a biológiai folyamatok fontosabb szerepet játszanak, mint azt korábban gondolták” – mondja Winkel.
Fontos, hogy a modellekben jobban figyelembe vegyük a biológiai folyamatok hozzájárulását a globális arzénciklushoz. „Nyilvánvaló, hogy az élő szervezetek anyagcseréjükön keresztül hozzájárulnak a történelmi arzénszennyezés mozgósításához és globális elosztásához a légkörben” – vonja le a következtetést Winkel.
Eredeti kiadvány
Breuninger ES, Tolu J, Aemisegger F, Turnherr I, Bouchet S, Mestrot A, Ossola R, McNeill K, Tukhmetova D, Vogl J, Meermann B, Sonke JE, Winkel LHE. A metilezett arzénfajok légköri lerakódási fluxusához való tengeri és szárazföldi hozzájárulások. Nature Communications 2024. 15: 9623, doi: 10.1038/s41467-024-53974-zcal
Olvassa el
A szél és az áramlatok planktonvirágzást idéznek elő az Egyenlítőnél | Pugnalom
A Ruhr Egyetem hidrogén és műtrágya egyidejű előállítását kutatja | Pugnalom
