Long-range atmospheric transport of mercury to ecosystems,and the importance of
anthropogenic emissions—a critical review and evaluation of the published evidence
T.A.Jackson
Abstract :Literature on the long-range atmospheric transport of both anthropogenic and naturally occurring mercury (Hg)to terrestrial and aquatic ecosystems was reviewed for the purpose of assessing the quantitative importance and environmental significance of the anthropogenic emissions.The weight of evidence,comprising many different kinds of data that
corroborate each other independently,supports the following conclusions.(i )Approximately 5000t of anthropogenic Hg are introduced into the atmosphere every year,both by direct emission from sources of pollution and by reemission of
previously deposited Hg from diffuse secondary sources in the environment.The primary emissions (~4000t)result from various human activities,especially the combustion of fossil fuels (notably coal)and solid wastes.Natural emissions amount to about 2000t/year.(ii )Although some of the annual anthropogenic Hg output (about half the quantity emitted by primary sources)is deposited near its points of origin,the rest (a total of ~3000t)is subject to transport over great distances by atmospheric circulation,resulting in measurable contamination of terrestrial and aquatic environments and organisms up to several thousand kilometers from the sources of pollution.Indeed,a number of remote ecosystems receive most of their Hg input from the atmosphere.(iii )The available evidence supports the generally accepted conclusion that the Hg enrichment commonly seen in the uppermost horizons of sediment cores from remote lakes is due primarily to contamination by airborne anthropogenic Hg in the recent past rather than postdepositional redistribution of Hg.Although postdepositional alteration may result in detectable remobilization of sedimentary Hg,its effects on total Hg profiles in lake sediment cores have been found,thus far,to be negligible.(iv )Atmospheric transport of anthropogenic Hg to aquatic and terrestrial
ecosystems is a cause for concern,as the Hg is accumulating,to a greater or lesser extent,in organisms (e.g.,fish in remote lakes).Moreover,the Hg is associated with,and interacts with,other by-products of fossil fuel combustion,including the strong acids responsible for acid precipitation.The acids aggravate the effects of Hg pollution by furthering the accumulation of methyl Hg in fish inhabiting ill-buffered lakes.Contamination of the atmosphere with Hg and associated pollutants is a serious international problem that calls for reduction or elimination of emissions.Key words :mercury,atmospheric transport,pollution.
Résumé:Afin de déterminer l’importance quantitative et la signification environnementale des émissions anthropogènes,l’auteur revoie la littérature sur le transport atmosphérique àlongue distance du mercure (Hg),anthropogène aussi bien que naturel,vers les écosystèmes terrestres et aquatiques.Une lourde preuve,comprenant différents types de données qui se
corroborent mutuellement de façon indépendante,supporte les conclusions suivantes.(i )Environ 5000t de Hg anthropogène sont introduites annuellement dans l’atmosphère,àla fois par des émissions directes provenant de sources de pollution et par des réémissions dans l’environnement de Hg préalablement déposé,en provenance de sources secondaires diffuses.Les émissions primaires (~4000t)proviennent de diverses activités humaines,surtout de la combustion d’énergie fossile
(principalement du charbon)et de déchets solides.Les émissions naturelles sont d’environ 2000t/an.(ii )Bien qu’une partie des émissions anthropogènes annuelles de Hg (environ la moitiédes quantités émises par les sources primaires)soit déposée près de son point d’émission,le reste (un total de ~3000t)fait l’objet d’un transport sur de grandes distances par la
circulation atmosphérique,ce qui se traduit par une contamination mesurable des environnments terrestres et aquatiques,ainsi que des organismes,jusqu’àplusieurs milliers de kilomètres àpartir des sources de pollution.En effet,un nombre d’écosystèmes éloignés reçoivent la majeure partie des arrivées de Hg,de l’atmosphère.(iii )Les preuves accumulées supportent la conclusion généralement acceptée que l’enrichissement en Hg,communément observée dans les horizons supérieurs des carottes de sédiments provenant de lacs éloignés,est principalement dûàla contamination par du Hg anthropogène venu des airs au cours des récentes années,plutôt que d’une redistribution par post-déposition.Bien que
l’altération venant d’une post-déposition puisse conduire àune remobilisation décelable du Hg sedimentaire,ses effets sur le Hg total du profil dans les carottes de sédiments lacustres se sont avérés jusqu’ici négligeables.(iv )Le transport
atmosphérique de Hg anthropogène vers les écosystèmes terrestres et aquatiques est préoccupant,puisque le Hg s’accumule,
Received September 27,1996.Accepted April 17,1997.
T.A.Jackson.Aquatic Ecosystem Restoration Branch,National Water Research Institute,P.O.Box 5050,Burlington,ON L7R 4A6,Canada.
Environ.Rev.5:99–120(1997)
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©1997NRC Canada
