uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Atmospheric mecury deposition in alpine snow, northern British Columbia and southwestern Yukon, Canada
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

High mercury (Hg) levels have been measured in fish in Kusawa Lake (KL), a subalpine, partly glacier-fed lake situated in the southwestern Yukon, Canada, but it is presently unknown where this Hg comes from. One possible source may be atmospheric deposition of Hg in snow and subsequent release by melt into the lake. In this study, the amounts of total Hg (THg) deposited in sampled alpine snow and glacial ice from the KL catchment area were measured in order to quantify this input. Samples of snow and glacial firn were also collected from another site (DIV) located on an icefield in the central St. Elias Mountains, to investigate possible spatial variations in Hg deposition as a function of altitude or distance from the Pacific Ocean. The samples were analysed for THg, major ions (incl. Ca2+, K+, Mg2+, Na+, NH4+, Cl-, and SO42-) and stable O/H isotopes. These analyses were performed to obtain clues on the sources/conditions of atmospheric Hg deposition in snow, and identify possible relationships between THg and other snow chemical properties. This is the first study to provide data on Hg deposition in snow from this vast mountain region.

Measured THg concentrations ranged from 0.24 to 6.17 ng L-1 in snow and from 0.20 to 1.57 ng L-1 in glacial ice, which are comparable values to those measured at other sites in the North American subarctic and Arctic. The calculated net accumulation rates of THg varied from 0.57 to 0.71 µg m-2 a-1, which are relatively high compared to rates reported for the eastern Canadian Arctic. This could indicate that wet deposition in snowfall may be particularly important in promoting THg accumulation in mountains of the subarctic Yukon, when compared to the polar desert of the High Arctic.

The stable O/H isotope data indicate that snowfall in the study area is primarily derived from moisture of marine origin, with only minor continental contributions, which points to the nearby Gulf of Alaska as the main source. The major ion analyses suggest a local dust source containing Ca2+ and SO42- at KL, and a local dust source containing mostly Mg2+ and Ca2+ but also SO42- at DIV. High correlation between NO3- and SO42- in snow could be due to distant pollution sources, and higher concentrations at DIV than KL could indicate a higher impact of these sources at higher-altitude sites. High correlation was found among the analysed sea salt ions at both sites. No correlations were found between THg and major ions, except that relatively high THg and ionic concentrations were often found in the surface and bottom samples of the snowpits, which correspond to the current and previous summer surfaces. The higher THg concentrations in the summer layers suggests that Hg attaches itself to dust particles either in the air prior to deposition, and/or in the snowpack after deposition, thereby limiting migration or losses in percolating meltwater.

Abstract [sv]

Höga halter av kvicksilver (Hg) har uppmätts i fisk i Kusawa Lake (KL), en subalpin sjö i sydvästra Yukon, Kanada, som delvis får sitt vatten från omkringliggande glaciärer. I nuläget är det okänt var detta Hg kommer ifrån. En möjlig källa kan vara atmosfärisk avsättning av Hg i snö vilket senare kan föras till sjön med smältvatten. I denna studie har den totala mängden Hg (THg) avsatt i provtagen alpin snö och glaciäris från KLs uppsamlingsområde uppmätts för att kvantifiera detta bidrag. Snö- och firnprover samlades också in från en annan plats (DIV) belägen på ett isfält i centrala St. Elias Mountains, för att undersöka möjliga rumsliga skillnader i Hg-avsättning beroende på höjd och avstånd från Stilla havet. Proverna analyserades för THg, joner (inkl. Ca2+, K+, Mg2+, Na+, NH4+, Cl- och SO42-) och stabila O/H isotoper. Dessa analyser genomfördes för att undersöka källorna och förhållandena för atmosfärisk Hg-avsättning i snö, och för att identifiera möjliga relationer mellan THg och andra snökemiska egenskaper. Detta är den första studien som tillhandahåller Hg-data i snö för denna bergsregion.

Uppmätta THg koncentrationer varierade mellan 0.24 och 6.17 ng L-1 i snö och mellan 0.20 och 1.57 ng L-1 i glaciäris. Dessa värden är jämförbara med de uppmätta på andra platser i Nordamerikanska subarktis och Arktis. Beräknade nettoackumulationshastigheter av THg varierade mellan 0.57 och 0.71 µg m-2 a-1, vilka är relativt höga jämfört med hastigheter rapporterade för östra kanadensiska Arktis. Detta kan indikera att våtdeposition vid snöfall kan vara av särskild betydelse vid THg-ackumulation i bergen i det subarktiska Yukon, vid jämförelse med de polaröknar som återfinns på högre latituder.

Det stabila O/H isotopdatat indikerar att den snö som faller i dessa områden är till största del av maritimt ursprung med enbart små kontinentala tillskott, vilket tyder på att den närliggande Alaskabukten är den största källan. Jonanalyserna tyder på en partikelkälla innehållande Ca2+ och SO42- i närheten av KL och en partikelkälla till största del innehållande Mg2+ och Ca2+ men även SO42- i närheten av DIV. Hög korrelation mellan NO3- och SO42- i snö kan bero på avlägsna föroreningskällor, och högre koncentrationer vid DIV än KL kan indikera en högre påverkan av dessa källor på platser belägna på högre altituder. Hög korrelation fanns mellan de analyserade havssaltjonerna på de båda undersökta platserna. Ingen korrelation kunde hittas mellan THg och joner, förutom att relativt höga THg- och jonkoncentrationer ofta hittades i yt- och bottenprover i de grävda provtagningsgroparna, vilket motsvarar nuvarande- och förra årets sommarytor. De högre halterna Hg i sommarlagren kan tyda på att Hg fäster sig vid partiklar, antingen i luften innan avsättning och/eller i snöpacken efter avsättning, och därigenom minskar förluster via smältvatten.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 56 p.
Series
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 298
National Category
Earth and Related Environmental Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-232975OAI: oai:DiVA.org:uu-232975DiVA: diva2:750355
Educational program
Master Programme in Earth Science
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-10-01 Created: 2014-09-29 Last updated: 2014-10-02Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Pia Karlsson(15753 kB)181 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 15753 kBChecksum SHA-512
f699cbb72fe7cfd947942226c51f0d858a834422bc2e9582ebc99db541a345d33a32a39e69049839e5a3b9dd6b29e2e84a51b3886b2b0312a08ac08823a7e435
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Earth Sciences
Earth and Related Environmental Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 181 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 680 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf