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Effects of anoxia and sulfide on concentrations of total and methyl mercury in sediment and water in two Hg-polluted lakes

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Abstract:

Between May and December 1996, monthly samples of surface sediment (0–1 cm), settling matter, and water were taken at a shallow site and a deep site in each of two consecutive Hg-polluted riverine lakes. In the upper lake, the sediment was polluted also with cellulose fiber. Both hypolimnia turned anoxic, but sulfide was detected only in the upper lake. When sulfide appeared, hypolimnetic methyl mercury (MeHg) increased and reached 47 pM (9.4 ng·L–1), whereas MeHg in the sediment below decreased. The increase in hypolimnetic inorganic Hg (IHg = total Hg – MeHg), which reached a peak of 40 pM (8.0 ng·L–1), was slower, possibly because mobilized IHg was methylated. In the lower lake, hypolimnetic MeHg and IHg increased less dramatically during summer stratification, reaching only 5 and 24 pM (1.0 and 4.8 ng·L–1), respectively. There was no detectable concomitant decrease in sediment MeHg. In both lakes, MeHg appeared to increase simultaneously with total Fe and Mn in the hypolimnion, as did IHg in the lower lake. Our observations suggest that the presence of hydrous ferric and manganese oxides decreased the mobility of Hg in both lakes but increased MeHg production in the upper lake.

De mai à décembre 1996, nous avons prélevé à chaque mois des sédiments de surface (0–1 cm), de la matière en sédimentation et de l'eau à un site de faible profondeur et à un site plus profond dans chacun de deux lacs fluviaux situés en enfilade et pollués au Hg. Les sédiments du lac d'amont étaient aussi contaminés par des fibres de cellulose. Les hypolimnions des deux lacs sont devenus anoxiques, mais le sulfure n'a été détecté que dans le lac d'amont. À l'apparition du sulfure, le méthyl-mercure (MeHg) s'est accru et a atteint 47 pM (9,4 ng·L–1) dans l'hypolimnion, alors qu'il a diminué dans les sédiments sous-jacents. L'accroissement du Hg inorganique (IHg = Hg total – MeHg) dans l'hypolimnion s'est fait plus lentement avec un maximum à 40 pM (8,0 ng·L–1), probablement parce que le Hg libéré a subi la méthylation. Dans le lac d'aval, le MeHg et l'IHg de l'hypolimnion ont crû de façon moins spectaculaire pendant la stratification d'été, atteignant respectivement seulement 5 pM (1,0 ng·L–1) et 24 pM (4,8 ng·L–1); il n'y a pas eu de chute concomitante du MeHg dans les sédiments. Dans les deux lacs, l'accroissement du MeHg s'est accompagné d'une augmentation du Fe total et du Mn dans l'hypolimnion; il en a été de même dans le cas du IHg du lac d'aval. Nos observations laissent croire que la présence d'oxyde ferrique hydraté et d'oxyde de manganèse a diminué la mobilité du Hg dans les deux lacs, mais qu'elle a augmenté la production de MeHg dans le lac supérieur.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2001

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nrc/cjfas/2001/00000058/00000003/art00007
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