Disminuye la contaminación por mercurio provocada por el ser humano, según un estudio

Una investigación liderada por el MIT revela que una reducción inesperada de las emisiones provocadas por la actividad humana condujo a una disminución del 10% en las concentraciones atmosféricas de mercurio entre 2005 y 2020.

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han descubierto que las emisiones de mercurio procedentes de la actividad humana han disminuido en las dos últimas décadas, a pesar de que los inventarios mundiales de emisiones indican lo contrario.

En un nuevo estudio, los investigadores analizaron las mediciones de todas las estaciones de control disponibles en el hemisferio norte y descubrieron que las concentraciones atmosféricas de mercurio disminuyeron aproximadamente un 10% entre 2005 y 2020.

El equipo del MIT utilizó dos métodos de modelización distintos para determinar la causa de esa tendencia. Ambas técnicas apuntaban a una disminución de las emisiones de mercurio procedentes de la actividad humana como la causa más probable.

Los inventarios mundiales, por su parte, han informado de tendencias opuestas. Estos inventarios estiman las emisiones atmosféricas utilizando modelos que incorporan las tasas medias de emisión de las actividades contaminantes y la escala de estas actividades en todo el mundo.

«Nuestro trabajo demuestra que es muy importante aprender de los datos reales sobre el terreno para intentar mejorar nuestros modelos y estas estimaciones de emisiones. Esto es muy importante para la política porque, si no somos capaces de estimar con precisión las emisiones de mercurio en el pasado, ¿cómo vamos a predecir cómo evolucionará la contaminación por mercurio en el futuro?», afirma Ari Feinberg, antiguo postdoctorando en el Instituto de Datos, Sistemas y Sociedad (IDSS) del MIT y autor principal del estudio.

Los nuevos resultados podrían ayudar a informar a los científicos que están embarcados en un esfuerzo global de colaboración para evaluar los modelos de contaminación y desarrollar una comprensión más profunda de lo que impulsa las concentraciones atmosféricas globales de mercurio.

Sin embargo, debido a la falta de datos de las estaciones de vigilancia mundial y a las limitaciones de los conocimientos científicos sobre la contaminación por mercurio, los investigadores no pudieron determinar una razón definitiva del desajuste entre los inventarios y las mediciones registradas.

«Parece que las emisiones de mercurio avanzan en la dirección correcta y podrían seguir haciéndolo, lo cual es alentador. Pero hasta aquí podíamos llegar con el mercurio. Tenemos que seguir midiendo y haciendo avanzar la ciencia», añade la coautora Noelle Selin, profesora del MIT en el IDSS y en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS).

Feinberg y Selin colaboran en el artículo con un equipo internacional de investigadores que aportaron al estudio datos de medición del mercurio atmosférico y métodos estadísticos. La investigación se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Desajuste del mercurio

El Convenio de Minamata es un tratado mundial cuyo objetivo es reducir las emisiones de mercurio causadas por el hombre, una potente neurotoxina que entra en la atmósfera procedente de fuentes como las centrales eléctricas de carbón y la minería de oro a pequeña escala.

El tratado, que se firmó en 2013 y entró en vigor en 2017, se evalúa cada cinco años. La primera reunión de su conferencia de las partes coincidió con noticias desalentadoras que afirmaban que los inventarios mundiales de emisiones de mercurio, recopilados en parte a partir de información de inventarios nacionales, habían aumentado a pesar de los esfuerzos internacionales por reducirlos.

Se trataba de noticias desconcertantes para científicos medioambientales como Selin. Los datos de las estaciones de vigilancia mostraban que las concentraciones atmosféricas de mercurio habían disminuido durante el mismo periodo.

Los inventarios ascendentes combinan factores de emisión, como la cantidad de mercurio que entra en la atmósfera cuando se quema el carbón extraído en una región determinada, con estimaciones de las actividades contaminantes, como la cantidad de ese carbón que se quema en las centrales eléctricas.

«La gran pregunta que queríamos responder era: ¿Qué ocurre realmente con el mercurio en la atmósfera y qué dice eso sobre las emisiones antropogénicas a lo largo del tiempo?». afirma Selin.

Modelizar las emisiones de mercurio es especialmente complicado. En primer lugar, el mercurio es el único metal que se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente, por lo que tiene propiedades únicas. Además, el mercurio que ha sido eliminado de la atmósfera por sumideros como el océano o la tierra puede ser reemitido posteriormente, lo que dificulta la identificación de las fuentes primarias de emisión.

Al mismo tiempo, el mercurio es más difícil de estudiar en laboratorio que muchos otros contaminantes atmosféricos, especialmente debido a su toxicidad, por lo que los científicos tienen un conocimiento limitado de todas las reacciones químicas que puede sufrir el mercurio. También existe una red mucho más reducida de estaciones de control del mercurio, en comparación con otros gases contaminantes como el metano y el óxido nitroso.

«Uno de los retos de nuestro estudio era idear métodos estadísticos que pudieran subsanar esas lagunas de datos, porque las mediciones disponibles proceden de distintos periodos de tiempo y de distintas redes de medición», afirma Feinberg.

Modelos polifacéticos

Los investigadores recopilaron datos de 51 estaciones del hemisferio norte. Utilizaron técnicas estadísticas para agregar datos de estaciones cercanas, lo que les ayudó a superar las lagunas de datos y evaluar las tendencias regionales.

Al combinar los datos de 11 regiones, su análisis indicó que las concentraciones de mercurio en la atmósfera del hemisferio norte disminuyeron aproximadamente un 10% entre 2005 y 2020.

A continuación, los investigadores utilizaron dos métodos de modelización para realizar cientos de miles de simulaciones y evaluar una amplia gama de escenarios de emisiones.

Por ejemplo, probaron una hipótesis según la cual puede haber un sumidero ambiental adicional que esté eliminando más mercurio de la atmósfera de lo que se pensaba. Los modelos indicarían la viabilidad de un sumidero desconocido de esa magnitud.

«Al examinar sistemáticamente cada hipótesis, nos sorprendió bastante que realmente pudiéramos señalar el descenso de las emisiones antropogénicas como la causa más probable», afirma Selin.

Su trabajo subraya la importancia de las estaciones de control del mercurio a largo plazo. Muchas de las estaciones evaluadas por los investigadores ya no funcionan por falta de financiación.

Aunque su análisis no pudo determinar con exactitud por qué los inventarios de emisiones no coincidían con los datos reales, tienen algunas hipótesis.

Una posibilidad es que en los inventarios mundiales falte información clave de algunos países. Por ejemplo, los investigadores resolvieron algunas discrepancias al utilizar un inventario regional más detallado de China. Pero seguía existiendo un desfase entre las observaciones y las estimaciones.

También sospechan que la discrepancia puede deberse a cambios en dos grandes fuentes de mercurio que son especialmente inciertas: las emisiones de la minería del oro a pequeña escala y los productos que contienen mercurio.

La minería de oro a pequeña escala implica el uso de mercurio para extraer oro del suelo y suele realizarse en zonas remotas de los países en desarrollo, lo que dificulta su estimación. Sin embargo, la minería del oro a pequeña escala contribuye en un 40% a las emisiones de origen humano.

Además, es difícil determinar cuánto tiempo tarda el contaminante en liberarse a la atmósfera a partir de productos desechados, como termómetros o equipos científicos.

«Aún no podemos determinar con exactitud cuál es la fuente responsable de esta discrepancia», afirma Feinberg.

En el futuro, investigadores de varios países colaborarán para estudiar y mejorar los modelos que utilizan para estimar y evaluar las emisiones. Esta investigación influirá para ayudar a ese proyecto a mover la aguja de la vigilancia del mercurio, añade Feinberg.