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Die Gesamtmenge an Quecksilber in der Atmosphäre hat sich aufgrund des Klimawandels sowie wegen menschlicher Aktivitäten wie der Verbrennung fossiler Brennstoffe, der Schwerindustrie und des Goldbergbaus seit dem Industriezeitalter verdreifacht.
Sobald Quecksilber in die Umwelt gelangt ist, unterläuft es verschiedene Veränderungen. Eine bedeutsame Veränderung ist die Umwandlung in organisches, methyliertes Quecksilber, eine Form mit erheblichen Auswirkungen. Sie wird vom Meeresplankton aufgenommen, gelangt in die Nahrungskette und reichert sich in großen, wirtschaftlich wichtigen Fischen wie Thunfisch und Heilbutt an – und in den Menschen, die sie essen.
„Sobald Quecksilber in die Umwelt freigesetzt wird, hüpft es wie ein Tischtennisball durch die Welt. Es reichert sich schließlich in Fischen an, und zwar in einer millionenfach höheren Konzentration als im sie umgebenden Wasser“, erklärt Milena Horvat, Leiterin der Fakultät Umweltwissenschaften am Jožef-Stefan-Institut in Slowenien und Koordinatorin des Projekts GMOS-Train. „Und in Ländern, in denen Fisch einen großen Teil der Ernährung ausmacht, wie z. B. in den europäischen Küstenstaaten, wird dies zu einem Problem, da die Menschen vor Ort eine auffallend hohe Quecksilberbelastung aufweisen.“
Eine weltweite Antwort
Die internationale Gemeinschaft erkannte das Ausmaß der Verschmutzung durch Quecksilber und ergriff 2013 entscheidende Maßnahmen, indem sie das Übereinkommen von Minamata einrichtete, ein globales Abkommen zur Regulierung und Verringerung von Quecksilberemissionen. Die EU-Mitgliedstaaten gehören zu den 140 Ländern, die das Übereinkommen ratifiziert haben, und signalisieren damit ein gemeinsames Engagement zur Eindämmung der Verschmutzung mit Quecksilber.
Das Hauptziel von GMOS-Train war die Unterstützung der Ziele des Übereinkommens von Minamata durch die Bereitstellung konsistenter und vergleichbarer Überwachungsdaten zu Quecksilber und Modellierungsinstrumente als Grundlage für politische Entscheidungen. Sie war in erster Linie darauf ausgerichtet, eine neue Forschungsgeneration heranzubilden, die sich mit Fragen der weltweiten Problematik befassen werden.
Durch die gemeinsamen Bemühungen von Forschenden und Promovierenden aus aller Welt sollte die Erhebung und Analyse von Beobachtungsdaten zu einem besseren Verständnis der Frage führen, wie vom Menschen verursachte Aktivitäten zum Anstieg der Quecksilberbelastung, insbesondere in Fischen, beitragen.
Horvat bemerkt: „Eines der Hauptziele war es, die weltweit durchgeführten Messungen in Luft, Wasser, Böden und Biota zu verbessern und robuste, konsistente und vergleichbare Modellierungsinstrumente zu entwickeln.“
Dazu wurden im Rahmen des Projekts die Fachkenntnisse von 15 Promovierenden aus verschiedenen Regionen der Welt genutzt, um Wissenslücken in Bezug auf die atmosphärische, aquatische und terrestrische Quecksilberdynamik zu schließen, wobei der Schwerpunkt auf der Bildung und Aufnahme von Quecksilber auf den unteren Ebenen der Nahrungskette lag.
Die Daten, die von weltweit strategisch positionierten Überwachungsstationen im Atlantik, Pazifik, Mittelmeer, der Nordsee und der Arktis erhoben wurden, sowie zusätzliche Daten, die während Ad-hoc-Kreuzfahrten gesammelt wurden, halfen GMOS-Train, umfassende Erkenntnisse über das Quecksilberverhalten zu gewinnen. Durch diese gemeinsame Anstrengung wurde die Erhebung, Verarbeitung und Analyse von Daten erheblich verbessert, was zur Entwicklung verbesserter Modellierungsinstrumente führte.
Das Geheimnis des Quecksilbers entschlüsseln
Das Projektteam von GMOS-Train konzentrierte sich auch auf die Entschlüsselung der komplexen atmosphärischen Chemie von Quecksilber. Die 15 Promovierenden des Instituts haben entscheidend dazu beigetragen, einige der weniger erforschten Eigenschaften des Metalls zu beleuchten, wie z. B. den Umwandlungsprozess von anorganischem in organisches Quecksilber.
„Am Anfang stand die grundlegende Frage: Wie und warum findet die Methylierung von Quecksilber in der aquatischen Umwelt statt?“, fügt Horvat hinzu. „Die meisten unserer Promovierenden waren dieser Forschung gewidmet, und wir arbeiten weiter daran, weil wir die Komplexität der Materie noch nicht vollständig entschlüsselt haben.“
Überzeugende Ergebnisse
Dank fünf Jahre langer umfangreicher Feldforschung haben sich die detaillierten Beobachtungen von GMOS-Train und die Verbesserungen bestehender Methoden als entscheidend für das Verständnis des Quecksilberkreislaufs und die Bewertung seiner Auswirkungen auf Ökosysteme erwiesen.
„Mit GMOS-Train haben wir die Messinfrastruktur verbessert und sichergestellt, dass die Ergebnisse sowohl zeitlich als auch räumlich vergleichbar sind.
Wir haben außerdem die Zusammenarbeit mit wichtigen Interessengruppen in diesem Bereich gefördert, darunter Gerätehersteller, Normungsgremien sowie nationale und regionale Metrologienetze“, so Horvat.
Es wird erwartet, dass die neuen Erkenntnisse im Rahmen des Projekts über den globalen Quecksilberkreislauf politische Entscheidungen maßgeblich beeinflussen und internationale Verträge, insbesondere das Übereinkommen von Minamata, prägen werden.
Dieses Projekt wurde über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanziert.