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The response of two remote, temperate lakes to changes in atmospheric mercury deposition, sulfate, and the water cycle

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Abstract:

Atmospheric deposition is the ultimate source of Hg to many remote lakes, but the response to depositional change remains uncertain because of potential buffering by historical pools of Hg in sediments and soils. We investigated the responsiveness of two lakes over time scales ranging from weeks to decades. For waterborne Hg, results indicated that a precipitation-dominated seepage lake and a wetland-dominated drainage lake responded similarly to depositional change, despite high loadings of terrigeneous matter to the drainage lake. For methylmercury (meHg), the response was more complicated, reflecting the influence of multiple factors on in-lake methylation. In the seepage lake, waterborne meHg was correlated with the atmospheric deposition of Hg(II) and SO4, and there was an indirect dependence on the water cycle. In the drainage lake, although wetland export was always the dominant external source of meHg, mass balance indicated that net in-lake methylation was four- to seven-fold greater than loading from the wetland. However, in-lake meHg production was related to the export of Hg(II), SO4, dissolved organic carbon, and P from the wetland to the lake. The results suggest that atmospheric Hg deposition, weather, and microbial activity interactively effect the aquatic mercury cycle in ways that can be independent of historical pools of Hg in catchments.

Les dépôts atmosphériques constituent la source ultime de Hg dans plusieurs lacs retirés, mais la réaction de ces lacs aux changements dans les dépôts atmosphériques reste incertaine à cause d’un tamponnage potentiel par les pools historiques de Hg dans les sédiments et les sols. Nous avons étudié la réactivité de deux lacs à diverses échelles temporelles allant de semaines à des décennies. Nos résultats de Hg en solution aqueuse indiquent qu’un lac alimenté par l’infiltration et dominé par les précipitations et un lac alimenté par le drainage et dominé par les terres humides réagissent de façon semblable aux changements dans les dépôts atmosphériques, malgré l’apport considérable de matière terrigène au lac de drainage. Dans le cas du méthyl-mercure (MeHg), la réaction est plus compliquée, ce qui reflète l’influence de facteurs multiples sur la méthylation au sein du lac. Dans le lac d’infiltration, la quantité de MeHg en solution aqueuse est reliée aux dépôts atmosphériques de Hg(II) et de SO4 et elle dépend indirectement du cycle de l’eau. Dans le lac de drainage, même si l’apport provenant des terres humides est toujours la source externe dominante de MeHg, le bilan massique indique que la méthylation nette au sein du lac représente 4 à 6 fois l’apport des terres humides. Cependant, la production de MeHg dans le lac est reliée à l’exportation de Hg(II), de SO4, de DOC et de P des terres humides vers le lac. Nos résultats laissent croire que les interactions des dépôts atmosphériques de Hg, des conditions climatiques et de l’activité microbienne affectent le cycle aquatique du mercure d’une façon qui peut être indépendante des pools historiques de Hg dans les bassins versants.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2008

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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