Meivliegen behouden meer kwik als volwassenen bij toevoeging van selenium aan sterk vervuild water

Onderzoek naar het tegengaan van kwikvervuiling in wateren met selenium

Wat als het tegengaan van kwikvervuiling in wateren zo eenvoudig kon zijn als het toevoegen van selenium? Deze hypothese heeft aanhang gevonden onder sommige wetenschappers en overheden, maar nieuw onderzoek van Cornell University en de U.S. Geological Survey (USGS) suggereert dat dit idee waarschijnlijk te mooi is om waar te zijn.

In de nieuwe studie, gepubliceerd op 16 april in Environmental Science & Technology, hebben onderzoekers mayflies blootgesteld aan verschillende niveaus van kwik en selenium om te testen hoe een soort aan de basis van het voedselweb zou reageren. De onderzoekers ontdekten dat bij lage niveaus van kwik, toevoegingen van selenium leken te helpen om de larven van de mayflies te beschermen tegen het accumuleren van kwik. Maar bij hoge kwikniveaus—de situatie waarin milieuremediatie het meest nodig is—verergerde selenium juist de kwikaccumulatie.

“Mayflies zijn wat men de primaire consument noemt—ze zijn de eerste die de met kwik verontreinigde waterplanten eten en trekken die verontreiniging het voedselweb in,” zegt Jacqueline Gerson, assistent-professor biologie en milieu-engineering aan de College of Agriculture and Life Sciences en hoofdauteur van het artikel. “Begrijpen wat er gebeurt aan de basis van het voedselweb heeft implicaties voor alle organismen daarboven, inclusief vissen en uiteindelijk de mensen die de vissen consumeren.”

Vooral bij foetussen en jonge kinderen kan blootstelling aan kwik, een krachtig neurotoxine, schadelijk zijn voor het zenuwstelsel, de nieren, de longen en andere organen. Eerder onderzoek naar grotere vissoorten die door mensen worden geconsumeerd, had aangetoond dat het sporenelement selenium de effecten van kwik tegenwerkt, waardoor de toxiciteit vermindert. Deze bevinding leidde tot oproepen om de mogelijkheid te verkennen om kwikverontreinigde wateren te behandelen met selenium.

Echter, ander onderzoek van dezelfde auteurs heeft ook aangetoond dat hoe meer selenium de mayflies werden blootgesteld, des te meer vliegen stierven en des te langer het duurde voordat ze uit hun larvenfase kwamen, naast andere negatieve effecten.

Wereldwijd zijn de grootste bronnen van kwikvervuiling het verbranden van fossiele brandstoffen en goudwinning. Voor hun studie gebruikten de onderzoekers kwikniveaus die in de natuur zijn gemeten. De hoge niveaus imiteerden concentraties die worden aangetroffen in vijvers nabij goudmijnen in Peru, terwijl de lage niveaus concentraties replicateerden die in waterlichamen in de VS zonder een specifieke verontreinigingsbron werden gemeten.

De onderzoekers onderzochten ook hoe kwikvervuiling verandert gedurende de levensfasen van mayflies. Net als muggen en libellen komen mayflies uit uit eieren die in het water zijn gelegd, gaan door een aquatische larvenfase en komen als vliegen tevoorschijn. Het onderzoek toonde aan dat, hoewel mayflies andere verontreinigingen in hun larvenfase achterlaten, ze kwik vasthouden als vliegen.

“We hebben ons voornamelijk zorgen gemaakt over de bioaccumulatie van kwik in aquatische ecosystemen, maar wat we hebben gevonden is dat, ongeacht wat, de vliegen altijd hogere kwikconcentraties hadden dan de larven,” zei Gerson. “Dat betekent dat terrestrische roofdieren, zoals kikkers, slangen en vogels, worden blootgesteld aan meer kwik dan zelfs de aquatische roofdieren. Deze opkomende insecten zijn dus een manier om de verontreiniging van een aquatisch ecosysteem naar een nabijgelegen terrestrisch ecosysteem te verplaatsen.”

Toekomstig onderzoek moet zich richten op het begrijpen van hoe deze elementen interactie hebben aan de basis van het voedselweb en microbiologisch, om te bepalen hoe gunstige interacties kunnen worden aangemoedigd en om potentieel schadelijke interventies in de natuur te voorkomen, aldus Gerson.

“Op basis van het onderzoek dat we nu hebben, zou het toevoegen van selenium aan kwikverontreinigde systemen prematuur zijn en zou het kunnen leiden tot zeer grote negatieve effecten op de aquatische ecosystemen,” zei ze. “De gevolgen zijn zo ernstig dat ik geen enkele omstandigheid zou zien waarin we veilig zouden kunnen zeggen dat we op deze manier moeten remediëren.”