Original Paper

Environmental Geochemistry and Health

, Volume 36, Issue 4, pp 713-734

A compilation of field surveys on gaseous elemental mercury (GEM) from contrasting environmental settings in Europe, South America, South Africa and China: separating fads from facts

  • Pablo HiguerasAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La Mancha Email author 
  • , Roberto OyarzunAffiliated withInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La ManchaDepartamento de Cristalografía y Mineralogía, Facultad de Ciencias Geológicas, Universidad Complutense
  • , Joze KotnikAffiliated withDepartment of Environmental Sciences, Jozef Stefan Institute
  • , José María EsbríAffiliated withInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La Mancha
  • , Alba Martínez-CoronadoAffiliated withInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La Mancha
  • , Milena HorvatAffiliated withDepartment of Environmental Sciences, Jozef Stefan Institute
  • , Miguel Angel López-BerdoncesAffiliated withInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La Mancha
  • , Willians LlanosAffiliated withExploraciones Mineras S.A. (EM)
  • , Orlando VaselliAffiliated withDipartimento di Scienze della Terra, Unversitá di Florence
    • , Barbara NisiAffiliated withCNR-IGG Istituto di Geoscienze e Georisorse
    • , Nikolay MashyanovAffiliated withDepartment of Geology, St. Petersburg State University
    • , Vladimir RyzovAffiliated withDepartment of Geology, St. Petersburg State University
    • , Zdravko SpiricAffiliated withOIKON, Institute for Applied Ecology
    • , Nikolay PanichevAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaDepartment of Chemistry, Tshwane University of Technology
    • , Rob McCrindleAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaDepartment of Chemistry, Tshwane University of Technology
    • , Xinbin FengAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaState Key Laboratory of Environmental Geochemistry, Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences
    • , Xuewu FuAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaState Key Laboratory of Environmental Geochemistry, Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences
    • , Javier LilloAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaEscuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos
    • , Jorge LoredoAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaDepartamento de Explotación y Prospección de Minas, E.T.S. Ingenieros de Minas, Universidad de Oviedo
    • , María Eugenia GarcíaAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaFacultad de Ciencias Químicas, Universidad Mayor de San Andrés
    • , Pura AlfonsoAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaDepartament d’Enginyeria Minera i Recursos Minerals, Universitat Politècnica de Catalunya
    • , Karla VillegasAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaDepartament d’Enginyeria Minera i Recursos Minerals, Universitat Politècnica de CatalunyaEscuela de Postgrado, Universidad Técnica de Oruro
    • , Silvia PalaciosAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La ManchaDepartament d’Enginyeria Minera i Recursos Minerals, Universitat Politècnica de Catalunya
    • , Jorge OyarzúnAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La ManchaDepartamento de Ingeniería de Minas, Universidad de la Serena
    • , Hugo MaturanaAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La ManchaDepartamento de Ingeniería de Minas, Universidad de la Serena
    • , Felicia ContrerasAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaFacultad de Agronomía (Maracay), Universidad Central de Venezuela
    • , Melitón AdamsAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaFacultad de Agronomía (Maracay), Universidad Central de Venezuela
    • , Sergio Ribeiro-GuevaraAffiliated withDepartamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La ManchaCentro Atomico
    • , Luise Felipe NiecenskiAffiliated withInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La ManchaUniversidade Federal do Rio Grande
    • , Salvatore GiammancoAffiliated withInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La ManchaInstituto Nazionale di Geofisica e Volcanologia
    • , Jasna HuremovićAffiliated withInstituto de Geología Aplicada (IGeA), Universidad de Castilla-La ManchaPrirodno matematicki fakultet

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Abstract

Mercury is transported globally in the atmosphere mostly in gaseous elemental form (GEM, \( {\text{Hg}}_{\text{gas}}^{0} \)), but still few worldwide studies taking into account different and contrasted environmental settings are available in a single publication. This work presents and discusses data from Argentina, Bolivia, Bosnia and Herzegovina, Brazil, Chile, China, Croatia, Finland, Italy, Russia, South Africa, Spain, Slovenia and Venezuela. We classified the information in four groups: (1) mining districts where this contaminant poses or has posed a risk for human populations and/or ecosystems; (2) cities, where the concentration of atmospheric mercury could be higher than normal due to the burning of fossil fuels and industrial activities; (3) areas with natural emissions from volcanoes; and (4) pristine areas where no anthropogenic influence was apparent. All the surveys were performed using portable LUMEX RA-915 series atomic absorption spectrometers. The results for cities fall within a low GEM concentration range that rarely exceeds 30 ng m−3, that is, 6.6 times lower than the restrictive ATSDR threshold (200 ng m−3) for chronic exposure to this pollutant. We also observed this behavior in the former mercury mining districts, where few data were above 200 ng m−3. We noted that high concentrations of GEM are localized phenomena that fade away in short distances. However, this does not imply that they do not pose a risk for those working in close proximity to the source. This is the case of the artisanal gold miners that heat the Au–Hg amalgam to vaporize mercury. In this respect, while GEM can be truly regarded as a hazard, because of possible physical–chemical transformations into other species, it is only under these localized conditions, implying exposure to high GEM concentrations, which it becomes a direct risk for humans.

Keywords

Gaseous elemental mercury Atmospheric pollution Mining districts Cities Pristine locations Volcanos Hazards Risks