La deforestazione globale porta a un maggiore inquinamento da mercurio

La vegetazione mondiale, dalla foresta amazzonica alle savane dell’Africa sub-sahariana, agisce come un pozzo che rimuove l’inquinante tossico dall’aria. Tuttavia, se l’attuale tasso di deforestazione rimane invariato o accelera, i ricercatori stimano che le emissioni nette di mercurio continueranno ad aumentare.

“Abbiamo trascurato una fonte significativa di mercurio, soprattutto nelle regioni tropicali”, afferma Ari Feinberg, ex postdoc presso l’Institute for Data, Systems, and Society (IDSS) e autore principale dello studio.

Il modello dei ricercatori mostra che la foresta amazzonica svolge un ruolo particolarmente importante come deposito di mercurio, contribuendo per circa il 30% al deposito di terra globale. Frenare la deforestazione amazzonica potrebbe quindi avere un impatto sostanziale sulla riduzione dell’inquinamento da mercurio.

Il team stima inoltre che gli sforzi di riforestazione globale potrebbero aumentare l’assorbimento annuale di mercurio di circa il 5%. Sebbene ciò sia significativo, i ricercatori sottolineano che la sola riforestazione non dovrebbe sostituire gli sforzi di controllo dell’inquinamento a livello mondiale.

“I paesi hanno compiuto molti sforzi per ridurre le emissioni di mercurio, soprattutto i paesi industrializzati del nord, e per ottime ragioni. Ma il 10% della fonte antropica globale è sostanziale, e c’è il potenziale per diventare ancora maggiore in futuro. [Addressing these deforestation-related emissions] deve essere parte della soluzione”, afferma l’autrice senior Noelle Selin, professoressa dell’IDSS e del Dipartimento di Scienze della Terra, dell’atmosfera e del pianeta del MIT.

Feinberg e Selin sono affiancati nello studio dai coautori Martin Jiskra, ex membro di Ambizione della Fondazione nazionale svizzera per la scienza presso l’Università di Basilea; Pasquale Borrelli, professore all’Università Roma Tre in Italia; e Jagannath Biswakarma, postdoc presso l’Istituto federale svizzero di scienze e tecnologie acquatiche. Il documento appare oggi in Scienze e tecnologie ambientali.

Modellare il mercurio

Negli ultimi decenni, gli scienziati si sono generalmente concentrati sullo studio della deforestazione come fonte di emissioni globali di anidride carbonica. Il mercurio, un oligoelemento, non ha ricevuto la stessa attenzione, in parte perché il ruolo della biosfera terrestre nel ciclo globale del mercurio è stato quantificato meglio solo di recente.

Le foglie delle piante assorbono il mercurio dall’atmosfera, in modo simile a come assorbono l’anidride carbonica. Ma a differenza dell’anidride carbonica, il mercurio non svolge una funzione biologica essenziale per le piante. Il mercurio rimane in gran parte all’interno di una foglia finché non cade sul suolo della foresta, dove viene assorbito dal terreno.

Il mercurio diventa una seria preoccupazione per gli esseri umani se finisce nei corpi idrici, dove può essere metilato dai microrganismi. Il metilmercurio, una potente neurotossina, può essere assorbito dai pesci e bioaccumulato attraverso la catena alimentare. Ciò può portare a livelli rischiosi di metilmercurio nei pesci mangiati dagli esseri umani.

“Nel suolo, il mercurio è legato molto più strettamente di quanto lo sarebbe se fosse depositato nell’oceano. Le foreste stanno svolgendo una sorta di servizio all’ecosistema, nel senso che sequestrano il mercurio per periodi di tempo più lunghi”, afferma Feinberg, che ora è un postdoc presso l’Istituto di Chimica Fisica Blas Cabrera in Spagna.

In questo modo, le foreste riducono la quantità di metilmercurio tossico negli oceani.

Molti studi sul mercurio si concentrano su fonti industriali, come la combustione di combustibili fossili, l’estrazione dell’oro su piccola scala e la fusione dei metalli. Un trattato globale, la Convenzione di Minamata del 2013, invita le nazioni a ridurre le emissioni di origine umana. Tuttavia, non considera direttamente gli impatti della deforestazione.

I ricercatori hanno avviato il loro studio per colmare quel pezzo mancante.

In lavori precedenti, avevano costruito un modello per sondare il ruolo svolto dalla vegetazione nell’assorbimento del mercurio. Utilizzando una serie di scenari di cambiamento dell’uso del suolo, hanno adattato il modello per quantificare il ruolo della deforestazione.

Valutazione delle emissioni

Questo modello di trasporto chimico traccia il mercurio dalle fonti di emissione fino al punto in cui viene trasformato chimicamente nell’atmosfera e infine al punto in cui viene depositato, principalmente attraverso le precipitazioni o l’assorbimento negli ecosistemi forestali.

Hanno diviso la Terra in otto regioni e hanno eseguito simulazioni per calcolare i fattori di emissione della deforestazione per ciascuna, considerando elementi come il tipo e la densità della vegetazione, il contenuto di mercurio nel suolo e l’uso storico del territorio.

Tuttavia, per alcune regioni è stato difficile ottenere dati validi.

Mancavano misurazioni dall’Africa tropicale o dal Sud-Est asiatico, due aree che sperimentano una forte deforestazione. Per superare questa lacuna, hanno utilizzato modelli offline più semplici per simulare centinaia di scenari, che li hanno aiutati a migliorare le loro stime delle potenziali incertezze.

Hanno inoltre sviluppato una nuova formulazione per le emissioni di mercurio dal suolo. Questa formulazione coglie il fatto che la deforestazione riduce l’area fogliare, il che aumenta la quantità di luce solare che colpisce il terreno e accelera il degassamento del mercurio dal suolo.

Il modello divide il mondo in quadrati di griglia, ciascuno dei quali è di poche centinaia di chilometri quadrati. Modificando i parametri della superficie terrestre e della vegetazione in alcuni quadrati per rappresentare scenari di deforestazione e rimboschimento, i ricercatori possono catturare gli impatti sul ciclo del mercurio.

Nel complesso, hanno scoperto che circa 200 tonnellate di mercurio vengono emesse nell’atmosfera a causa della deforestazione, ovvero circa il 10% delle emissioni totali prodotte dall’uomo. Ma nei paesi tropicali e subtropicali, le emissioni derivanti dalla deforestazione rappresentano una percentuale più elevata delle emissioni totali. In Brasile, ad esempio, le emissioni derivanti dalla deforestazione rappresentano il 40% delle emissioni totali provocate dall’uomo.

Inoltre, le persone spesso accendono fuochi per preparare le aree boschive tropicali per le attività agricole, il che provoca più emissioni rilasciando il mercurio immagazzinato dalla vegetazione.

“Se la deforestazione fosse un paese, sarebbe il secondo paese con le maggiori emissioni, dopo la Cina, che emette circa 500 tonnellate di mercurio all’anno”, aggiunge Feinberg.

E poiché la Convenzione di Minamata si sta ora occupando delle emissioni primarie di mercurio, gli scienziati possono aspettarsi che in futuro la deforestazione diventi una frazione maggiore delle emissioni prodotte dall’uomo.

“Le politiche per proteggere le foreste o per abbatterle hanno effetti indesiderati che vanno oltre il loro obiettivo. È importante considerare il fatto che questi sono sistemi e coinvolgono attività umane, e dobbiamo capirli meglio per risolvere effettivamente i problemi che stiamo affrontando. so che sono là fuori,” dice Selin.

Fornendo questa prima stima, il team spera di ispirare ulteriori ricerche in questo settore.

In futuro, vogliono incorporare modelli più dinamici del sistema Terra nella loro analisi, che consentirebbero loro di monitorare in modo interattivo l’assorbimento di mercurio e modellare meglio la scala temporale della ricrescita della vegetazione.

Questo lavoro è stato finanziato, in parte, dalla National Science Foundation degli Stati Uniti, dalla Swiss National Science Foundation e dall’Istituto federale svizzero di scienza e tecnologia acquatica.