Новости

Jun 25, 2023

Альпийский

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 1166 (2023) Цитировать эту статью 780 Доступов 1 Цитирований 24 Подробности об альтернативных метриках Военные конфликты приводят к локальному экологическому ущербу, но

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 1166 (2023) Цитировать эту статью

780 Доступов

1 Цитаты

24 Альтметрика

Подробности о метриках

Военные конфликты приводят к местному экологическому ущербу, но документирование региональных и более масштабных последствий, таких как загрязнение тяжелыми металлами, оказалось невозможным. Антропогенные выбросы висмута (Bi) включают сжигание угля и различные виды товарного производства, но оценок выбросов за последнее столетие не существует. Здесь мы использовали измерения Bi в кернах льда из французских Альп, чтобы продемонстрировать доказательства загрязнения Bi в региональном масштабе одновременно с гражданской войной в Испании и Второй мировой войной. Индикаторы основных источников выбросов Bi, измеренные в том же льду — сжигание угля, сталелитейная и алюминиевая промышленность, обработка сплавов и других металлов — указывают на крупный, ранее недокументированный дополнительный источник выбросов, который мы относим к военной деятельности между 1935 и 1945 годами. Наша эра (CE) в Западной Европе. К ним относятся использование висмута для изготовления легкоплавких сплавов для снарядов, тонкостенных алюминиевых сплавов авиационного масла и боеприпасов.

Предыдущие исследования прошлых и нынешних выбросов микроэлементов были сосредоточены на наиболее вредных видах, таких как свинец (Pb), кадмий и ртуть1. Меньше внимания уделялось висмуту (Bi), поскольку ранее считалось, что Bi менее вреден для окружающей среды и здоровья человека. Однако недавние исследования теперь признают, что увеличение воздействия Bi влияет на ряд живых организмов. Например, Bi может снижать метаболизм сперматозоидов и способствовать бесплодию у мужчин2, а также было показано, что он оказывает вредное воздействие на воспроизводство дождевых червей вида Eisenia andrei3. Кроме того, деятельность дождевых червей в почве может увеличить биодоступность Bi, потенциально увеличивая риск воздействия на другие почвенные организмы, такие как растения, посредством трофического переноса. Совсем недавние исследования показывают, что высокое воздействие Bi на проростки кресс-салата приводит к симптомам токсичности на морфологическом и геномном уровнях4. Токсикологическая оценка Bi для растений менее документирована, чем для клеток человека и животных, однако остается плохо документированной. В совокупности эти результаты показывают, что детальная реконструкция прошлого загрязнения окружающей среды Bi важна с точки зрения воздействия на организмы, которое зависит не только от концентрации в окружающей среде, но и от продолжительности воздействия.

Источники выбросов Bi в атмосферу включают сжигание угля, заводы по выплавке цветных металлов и производство алюминия (Al), стали и сплавов5, но они плохо документированы. В нескольких исследованиях ледяных кернов сообщалось об увеличении Bi с доиндустриальных времен (PI) до наших дней, что было связано либо со сжиганием угля6,7, либо с другими процессами конечного использования8, но не проводилось сравнения между данными ледяных кернов, прошлым потреблением угля и статистика товарного производства была проведена для подтверждения (или нет) важности этих различных процессов для загрязнения Bi.

Здесь мы представляем данные об отложении Bi (1890–2000 гг. н.э.), полученные в кернах льда, извлеченных из ледника Коль-дю-Дом (CDD), расположенного недалеко от вершины Монблана. Нашей главной целью было изучить относительную важность различных антропогенных выбросов в Европе. Это было сделано путем сравнения записей Bi с данными видов, выбрасываемых в результате конкретных антропогенных процессов, включая сжигание ископаемого топлива и производство различных товаров. Данные по кернам льда Bi также сравнивались с оценками прошлых антропогенных выбросов с использованием современной системы моделирования переноса и осаждения атмосферных аэрозолей FLEXPART.

Основное внимание в этом исследовании уделяется долгосрочным изменениям некорового Bi (ncBi, «Методы»), поэтому мы сгладили ледовые записи (первый компонент анализа одиночных спектров, SSA, с 5-летним временным окном), чтобы минимизировать эффект межгодовой изменчивости (рис. 1а). Концентрации ncBi медленно увеличивались с 1890 г. н.э. (1 пг г-1) до 1925 г. н.э. (2,6 пг г-1). Увеличение ncBi ускорилось после 1930 г. н.э., причем самые высокие концентрации (более 10 пг/г) были зарегистрированы между 1935 и 1945 гг. н.э. (рис. 1а). Концентрации ncBi быстро снизились после 1975 г. н.э., но оставались в три раза выше, чем в 1890 г. н.э. На протяжении всего двадцатого века концентрации ncBi были значительно выше значения PI (0,27 пг г-1, дополнительная информация), что указывает на то, что антропогенные выбросы в значительной степени преобладали над природными источниками. Эти изменения в ncBi согласуются с изменениями, зарегистрированными в Колле-Гнифетти (CG, дополнительная таблица S1), причем обе записи указывают на уже высокие значения до 1950 г. н.э. и быстрое снижение после 1975 г. н.э.