Forskning viser, at den mængde kviksølv der cirkulerer i miljøet vokser og vokser. Kviksølv nedbrydes ikke, da det er et grundstof. Når det først er frigivet, bliver det ved med at cirkulere i miljøet. Kviksølv fordamper let og vender derfor nemt tilbage til atmosfæren selvom det er blevet afsat på planter, i jorden eller i havet. Man siger at kviksølvet reemitterer. Når mennesker udleder kviksølv, påvirker det derfor den samlede mængde kviksølv i atmosfæren i meget lang tid. Det optræder i atmosfæren igen og igen, selv når det har været faldet ud af atmosfæren flere gange.

En af de måder kviksølv bliver sendt tilbage i cirkulation i atmosfæren er, når der opstår skovbrande. På grund af den høje varme vil langt det meste af det kviksølv, der er blevet optaget i jord og planter, igen frigives. Enkelte steder fjernes kviksølv fra kredsløbet, for eksempel ved at blive begravet i havbundens dybe mudderlag. Fjernelsen af kviksølv er dog langt mindre end udledningen på grund af høje udledninger fra menneskelige kilder.

Kviksølv udledes både fra naturlige og menneskeskabte kilder. Oxideret kviksølv og partikulært kviksølv falder ned tæt på dets udledning, mens elementært kviksølv kan transporteres over store afstande, før det oxideres og falder ned overalt på kloden. Omdannelse til methylkviksølv og optag i den akvatiske fødekæde kan føre til sundhedsproblemer hos mennesker der spiser meget fisk.

Hvor kommer kviksølvet fra?
Kviksølv bliver både udledt til atmosfæren fra naturlige kilder og fra menneskeskabt forurening. I begge tilfælde kan kviksølvet afsættes og frigives mange gange (reemission). Man mener, at den naturlige udledning (inklusiv reemission) ligger på omkring 5000 ton kviksølv pr. år, mens vi mennesker udleder omkring 2500 ton pr. år.

Kviksølv frigives fra naturen når vulkaner går i udbrud, når vind og vejr slider på klipperne og fra områder med gejsere og varme kilder.

De menneskeskabte udledninger stammer primært fra:

1. Kulkraftværker: Kul indeholder en lille smule kviksølv (~0,05 g Hg pr. ton af kul). Når kullene brændes af i kulkraftværker, frigives kviksølv i form af Hg⁰ eller bundet til partikler som Hg^II. Hvis kraftværkerne ikke har installeret særlige anordninger til at opsamle Hg⁰ fra røgen, bliver det udledt med røgen til atmosfæren.




2. Affaldsafbrænding: Selvom der, især i de industrialiserede lande, er kommet skarp regulering på brugen af kviksølv i forbrugerprodukter, er der dog stadig en del, gamle såvel som nye produkter, der indeholder kviksølv. Når affald der indeholder kviksølv forbrændes, fordamper kviksølvet og bliver frigivet til atmosfæren. Alt efter hvor godt forbrændingsanlægget er til at opsamle kviksølv fra røgen, bliver en større eller mindre del af det kviksølv, der var i affaldet, udledt til atmosfæren.




3. Guldudvinding: Kviksølv bruges traditionelt til guldudvinding. Mange steder er der nu skarp kontrol med at genindvinde kviksølv fra guldminer, men især i ulovlige miner i tredieverdenslandene, bruges kviksølv stadig uden nogen form for regulering, hvilket fører til betydelige emissioner.




4. Cementproduktion: Under cementproduktion sker der en opvarmning af de råvarer, der indgår i cement (kalksten, sand, ler og jern). Disse materialer indeholder spor af kviksølv, og ved opvarmningen frigives kviksølv til luften.

De menneskeskabte emissioner er siden industrialiseringen primært blevet udledt fra USA og Europa, men efterhånden som lovgivningen og teknologien i disse områder er blevet bedre, er det de nye udviklingslande, med Kina i spidsen, der står for langt den største del af de menneskeskabte udslip til atmosfæren.

Transport i atmosfæren
Kviksølv bliver udledt til atmosfæren i de tre former: Hg⁰, Hg^II og Hg^P. Den oxiderede (Hg^II ) og den partikel-bundne form (Hg^P) falder ned tæt på kilden, mens Hg⁰ transporteres rundt over hele kloden. På et tidspunkt oxideres Hg⁰ til Hg^II, som enten bindes til partiler og derved bliver til Hg^P eller afsættes hurtigt til jordens overflade. Dermed fjernes kviksølvet fra atmosfæren. Flere stoffer kan forårsage oxidationen f.eks. Br, O₃ og OH. Reaktionen med brom ser sådan ud:

Hg⁰ + Br → HgBr

HgBr + Br → HgBr₂

For at danne den særligt energirige form af Br (ofte angivet som Br•), som skal bruges i reaktionen, er der brug for sollys. Dette betyder at oxidationen af Hg⁰ til Hg^II sker om dagen, men ikke om natten.

Der går lang tid - i gennemsnit flere måneder - før Hg⁰ oxideres. I den tid kan kviksølvet nå at blive transporteret overalt på den halvkugle, hvor det er udledt. Der måles derfor forhøjede koncentrationer selv i fjerne og ubeboede egne. De højeste koncentrationer findes dog stadig tæt på de industrielle centre. Hg^II falder derimod ned inden for timer til dage, efter at det er blevet udledt eller dannet ved f.eks. den reaktion, der er vist ovenfor.

På den nordlige halvkugle er den generelle baggrundskoncentration af kviksølv omkring 1,8 ng/m³, mens koncentrationen på den sydlige halvkugle er omkring 1,2 ng/m³. Denne forskel mellem den nordlige og den sydlige halvkugle bekræftes af Galathea 3 Ekspeditionens målinger.

Kviksølv transporteres med vinden. På den nordlige halvkugle blæser det oftest fra vest og kviksølvet bliver spredt fra vest mod øst over hele den nordlige halvkugle. Andre vindmønstre har også betydning for fordelingen af kviksølv. Transport til Arktis sker pga. højtryk og lavtryk placeret i tempererede områder. De forårsager at især luft fra Europas og Ruslands industrielle centre transporteres nordpå til Arktis. Her kan stoffer fanges i den arktiske vinter, hvor der ikke er noget sollys til at starte kemiske reaktioner.

Kviksølv afsættes fra atmosfæren
Kviksølv forsvinder fra atmosfæren enten ved tør- eller vådafsætning (deposition). Tør og våd afsætning bidrager nogenlunde lige meget til kviksølvfjernelsen. I regnfulde egne vil vådafsætning være størst, og i tørre områder vil tørafsætning dominere.

I det arktiske forår sker der nogle ganske særlige kemiske processer (se afsnittet ”Kemisk forår på Station Nord”). Her vendes op og ned på det almindelige billede af kviksølvs afsætning. Under disse særlige forhold, fjernes langt den største del af kviksølvet ved tør-afsætning af Hg^II.

Meget kviksølv øverst i fødekæden
Kviksølv kan først optages i fødekæden, når bakterier har omdannet det fra den uorganiske form, det findes på i atmosfæren (Hg^II), til den organiske form MeHg. Der skal iltfrie forhold til for at denne omdannelse kan ske. Disse forhold findes på bunden af havet, søer og i vandmættede jorde, som for eksempel moser. Derfor er der et stort optag af kviksølv i de akvatiske fødekæder. Det er alger, der står for optaget og omdannennelsen af Hg^II til MeHg. Når de spises af dyr, optager dyrene kviksølvet. MeHg binder sig primært til proteiner og frie aminosyre, der danner muskelvæv, men en del MeHg findes også i blodet.

Kviksølv både biomagnificerer og bioakkumulerer. Biomagnificeringen betyder (Læs mere om biomagnificering i projektet Kviksølv i atmosfæren), at der sker en opkoncentrering, hver gang man rykker et skridt op i fødekæden. Fordi MeHg er svært for organismen at skille sig af med bioakkumulerer det også i den enkelte organisme over dets levetid. Det vil sige at koncentrationen i en gammel rovfisk vil være større end i en yngre rovfisk, som endnu ikke har nået at akkumulere så meget MeHg gennem føden.

Umiddelbart vil kviksølv påvirke den akvatiske fødekæde mere end dyr på land fordi der findes mere MeHg i vandmiljøet og fordi fødekæderne er længere her. Undtagelsen er dog landlevende dyr, der primært spiser dyr fra de øverste led af den akvatiske fødekæde. Det kan for eksempel være isbjørne, men også mennesket bliver påvirket. Vi spiser nemlig masser af rovfisk som tun og laks, der er øverst i den akvatiske fødekæde.