Denne artikel er fra Hakai Magazine, en online-publikation om videnskab og samfund i kystøkosystemer. Læs flere historier som dette på hakaimagazine.com.
Når kraftigt regn rammer Ny Kaledonien, løber floderne røde.
Beliggende omkring 1.200 kilometer øst for Australien, har Ny Kaledonien et af verdens mest omfattende koralrevs økosystemer og ca. 10 procent af verdens nikkel. Mere end et århundrede med strimelmynning og skovrydning på det franske stillehavsområde har skabt nogle af de højeste niveauer af jorderosion i verden. Regnskovsdækning er blevet reduceret fra 70 procent til 20 procent, og når det regner, løber vand og jord uhindret fra bjergskråberne i floder og havet og tager nikkel og andre giftige metaller med sig.
I sidste ende havner disse metaller - hovedsageligt nikkel, cobalt, jern og krom - i fødekæden. Østers, der bor i nærheden af floder, der løber forbi minedriftsteder, indeholder 20 gange mere nikkel end dem, der bor i nærheden af andre floder. Ål nær kysten har højere koncentrationer af nikkel og andre metaller end dem længere ud til havet.
”Konsekvenserne af denne form for forurening er katastrofale, ” siger Peggy Gunkel-Grillon, en miljøkemiker fra University of New Caledonia. De giftige metaller bevæger sig op i fødekæden og ophobes i top rovdyr, siger hun.
Men bevis for de toksikologiske virkninger af nikkel på havdyr og mennesker er begrænset. ”I Ny Kaledonien er vi begyndt at undersøge påvirkningen af metaller på miljøet - dette er et nyt emne for regeringen og forskere, ” siger Yannick Dominique, en økotoksikolog ved det nye caledonske konsulentfirma Bioeko. Dominique er del af et nyt regeringsprojekt, der undersøger niveauer og kilder til metaleksponering hos mennesker i Ny Kaledonien.
Hos mennesker har forskning knyttet eksponering for nikkel - ofte ved at ryge cigaretter eller industri - til en øget forekomst af diabetes type 2, og Verdenssundhedsorganisationen klassificerer rent nikkel som kræftfremkaldende. Dog vides der lidt om virkningen af at konsumere vand og fødevarer, der har meget nikkel.
I tanke om truslen om nikkelafstrømning spekulerede Gunkel-Grillon og hendes kolleger på, om der kunne gøres noget.
I marine industrier oprettes kunstige stenlignende formationer omkring strukturer som vindmøller og offshore-olieplatforme for at beskytte dem mod erosion. Disse barrierer er skabt af calciumbaserede materialer i havvandet, der tiltrækkes og opbygges omkring elektrisk ladede metalkonstruktioner. Forskerne spekulerede på, om denne proces kunne skubbes et skridt videre. Det vil sige, at hvis elektrisk ladede metaller kan tiltrække calciumbaserede materialer, kan calciumbaserede formationer tiltrække tungmetalforurenende stoffer?
I laboratorieeksperimenter arbejder Gunkel-Grillon sammen med Marc Jeannin, en ingeniør fra det franske Université de La Rochelle, for at udvikle en metode til at udvinde nikkel fra havvandet ud for Ny Kaledonien.
Ved at anbringe galvaniseret stål i havvand og oplade det med en svag elektrisk strøm har forskerne vist, at de kan trække metalioner ud af opløsningen og fange dem i forkalkede aflejringer, der vokser på stålelektroden.
I laboratorieeksperimenter var forskerne i stand til at trække nikkel ud af en løsning. (Foto af Charlotte Carré) I en laboratorietest til dybdegående dyppede forskerne små stykker elektrificeret stål i havvand tilsat nikkel. Efter syv dage fandt de, at op til 24 procent af det nikkel, der blev tilsat vandet, blev fanget.
Men den virkelige udfordring, siger Gunkel-Grillon, er at se, om deres teknik vil oversætte til virkelige forhold. Dette næste trin er allerede i gang i en Ny Caledonisk lagune. I slutningen af marts placerede forskerne et større forsøg i Numbo-bugten, som er industriområdet i hovedstaden Nouméa.
Hvis disse eksperimenter fungerer, ser forskerne en endnu større, permanent struktur af galvaniserede elektroder, der sidder lodret i vandet.
”Ved at placere vores enhed ved mundingerne af floder, spildevand, havne eller andre steder, hvor en sådan forurening kan forekomme, vil vi være i stand til at begrænse forureningen af opløst nikkel, ” siger Gunkel-Grillon.
Det lokale elektriske net styrker det nye caledonske eksperiment, men det skulle være muligt at køre et sådant opsætning med vindmøller eller solcellepaneler i fremtiden.
Metalforurening i det marine miljø er et problem overalt i verden, og denne løsning har et stort løfte. Holdet har også brugt teknikken til at fange bly, og Jeannin siger, at han ikke ser nogen grund til, at det ikke kan fungere også for andre metalliske elementer.
”Ældre havne kan have et forholdsvis højt niveau af forurenende stoffer som metaller og tungmetaller i deres sedimenter, ” siger Philippe Andréani, administrerende direktør for Géocorail, et firma, der udvikler kunstige marine strukturer til erosionsbeskyttelse. ”Det stammer fra de blegningsmasse, der tidligere blev brugt på skrogene og fra andre kilder. Havne er ikke meget dybe, så turbulens forårsaget af fartøjets propeller har en tendens til at løfte sedimenterne og frigive deres forurenende stoffer. ”
Géocorail har patenteret en anden version af en metalfangerelektrode, der testes i et par franske havne.
Ved næste forår er resultaterne fra den nye kaledonske felttest, og forskerne skal vide, om denne teknik kan hjælpe med giftig metalforurening.
”Når vi henter aflejringerne fra havvandet, vil vi være i stand til at kontrollere, hvilke metalliske elementer der er fanget, inklusive alle metalforurenende stoffer, der er til stede i lagunen i Ny Caledonien, ” siger Jeannin.
Relaterede historier fra Hakai Magazine:
- Fiskhjelme redd ikke liv
- Hold styr på dybhavsminedrift
- Landlocked Islanders
