In de Verenigde Staten en op veel plaatsen in de wereld halen mensen het grootste deel van hun kwikinname uit oceaanvis - met name tonijn. Vis heeft enkele gezondheidsvoordelen, maar te veel kwikconsumptie kan ontwikkelingsstoornissen veroorzaken bij jonge kinderen. Wetenschappers begrijpen hoe kwik zijn weg vindt naar zoetwatersoorten, maar omdat oceanen zoveel groter en dieper zijn, weten ze niet zeker of het proces hetzelfde is.
Deze onzekerheid werd onderstreept in mei 2006, toen het Hooggerechtshof van San Francisco oordeelde dat tonijnbedrijven geen kwikwaarschuwingen op blikjes hoeven op te nemen. Voor een groot deel hing de beslissing af of kwik in oceaanvis afkomstig was van door de mens gemaakte industrie, zoals kolenverbrandingsfabrieken die het gas uitstoten, of van een natuurlijke locatie, zoals de zeebodem. Volgens de rechtbank waren twee dingen duidelijk: niemand weet echt waar oceaanvissen hun kwik samentrekken. En het weinige dat bekend is, suggereert dat het niet afkomstig is van menselijke vervuiling.
"Een van de grote vragen is, waar komt het kwik in tonijn en zeevis vandaan? Omdat dat is waar de meeste mensen hun kwik krijgen", zegt senior wetenschapper Cynthia Gilmour van het Smithsonian Environmental Research Center in Edgewater, Maryland. Die grote vraag heeft grote implicaties voor de volksgezondheid. Als kwik in vis grotendeels uit de atmosfeer komt, kunnen emissievoorschriften en andere inspanningen het vissen na verloop van tijd veiliger maken om te eten. Als oceaanvissen hun kwik uit de natuurlijke omgeving halen, is het voorlichten van vrouwen over de gezondheidseffecten van kwik op ongeboren en jonge kinderen wellicht de enige invloedrijke optie. "Het is behoorlijk belangrijk om dat te weten, " zegt Gilmour, "en we weten het niet."
Dat is niet het geval in zoetwaterbronnen, waar het proces goed is bestudeerd. Regen spoelt kwik uit de lucht naar rivieren, meren en stroomgebieden. Micro-organismen zetten het om in een schadelijke vorm, methylkwik. Kleine vissen consumeren de microben, grote vissen consumeren de kleine vissen en uiteindelijk belandt het toxine in keukens. Deze reeks gebeurtenissen kan snel plaatsvinden. In onderzoek dat vorige week online werd gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences, vonden Gilmour en haar collega's dat kwik in meervis verscheen zodra twee maanden nadat het op het wateroppervlak was geland. De hoeveelheid kwik die in de atmosfeer wordt uitgestoten, is volgens sommige schattingen in de afgelopen eeuw van industriële activiteit verdrievoudigd. Als gevolg hiervan zeggen de meeste onderzoekers met vertrouwen dat het verminderen van door de mens veroorzaakte kwikemissies op termijn de vis uit sommige meren en rivieren veiliger maakt om te eten.
In oceanen weten wetenschappers echter niet zeker of kwik dat pad volgt. De hoge kosten van onderzoeksschepen en de enorme omvang van de zee maken het verzamelen van mariene gegevens een langdurige procedure. Bovendien wordt veel werk aan oceaankwik dat vóór ongeveer 1980 is gedaan, mogelijk bedorven door besmette instrumenten. "We hebben niet veel gegevens voor de oceaan. Het is verrassend schaars", zegt biogeochemist William Fitzgerald van de Universiteit van Connecticut. Maar in het afgelopen decennium hebben wetenschappers er alles aan gedaan om deze leegte in begrip te vullen. Het werk is "eindelijk op een brede manier doorgekomen", zegt hij.
Het gevolg is dat onderzoekers net beginnen met het samenvatten van het grote geheel. Ze zijn het er over het algemeen over eens dat drie plaatsen deze methylkwik produceren: ventilatieopeningen op de oceaanbodem, kustgebieden en waterkolommen in de buurt van het oppervlak. Vent-kwik, waarschijnlijk duizenden jaren oud, zou onafhankelijk van menselijke activiteit worden geproduceerd. Methylkwik van de kust of het oppervlak zou echter waarschijnlijk het gevolg zijn van industriële vervuiling. De proportionele impact van elke laan is veel minder duidelijk.
"Op dit moment zou ik zeggen dat niemand een bron van methylkwik in de oceaan heeft gevonden die gemakkelijk kan verklaren wat we vinden in termen van methylkwik in open-oceaanvis", zegt geochemist François Morel van Princeton University. "Het was moeilijk om erachter te komen waar het vandaan komt, waar het naartoe gaat. Nu beginnen we het te begrijpen."
In 2003 hebben Morel en enkele collega's de kwikgehaltes van geelvintonijn die in 1998 in de buurt van Hawaï zijn gevangen, gemeten en vergeleken met metingen die door andere onderzoekers van in 1971 gevangen tonijn zijn gedaan. vis wordt geproduceerd, dan zou de vis uit 1998 merkbaar hogere hoeveelheden kwik moeten bevatten, stelden de onderzoekers voor. In plaats daarvan vond de groep van Morel helemaal geen verschil tussen de twee vismonsters, meldden ze in het tijdschrift Environmental Science and Technology .
De meeste Amerikanen halen hun kwik uit tonijn, die meestal in de open oceaan leeft. Maar nieuw onderzoek heeft aangetoond dat tonijn (gevangen voor de kust van Maryland) soms dichtbij de kust voedt voordat hij terugkeert naar zee. (IStockphoto) 
Terill Holweg (rechts, in 2005) en Tyler Bell verzamelen sedimentmonsters uit Chesapeake Bay die op kwik worden getest. Methylkwik geproduceerd in de baai en andere kustgebieden kan bijdragen aan het niveau van het toxine dat wordt aangetroffen in vissen uit de oceaan. (Met dank aan het Gilmour Lab) 
Verrassend weinig is bekend over hoe methylkwik zijn weg vindt naar vissen die in de oceaan leven (de RV Sharp op een onderzoeksreis op de Chesapeake Bay). Kwik kan ontwikkelingsproblemen veroorzaken bij jonge kinderen wanneer teveel wordt geconsumeerd. (Met dank aan het Gilmour Lab) 
Een "schoon" mobiel onderzoekslaboratorium wordt in juli 2005 op de RV Cape Hatteras opgeheven. Kwik-tests zijn vatbaar voor besmetting; sommige onderzoeken die decennia geleden zijn uitgevoerd, zijn in twijfel getrokken omdat apparatuur mogelijk is aangetast. (Met dank aan het Gilmour Lab) 
Rob Mason neemt een watermonster aan boord van de RV Cape Henlopen in mei 2005. "Wat er in de schappen gebeurt, lijkt erg belangrijk", zegt Mason, verwijzend naar de methylkwikproductie langs de kust. (Met dank aan het Gilmour Lab) De onderzoekers concludeerden dat de methylkwik in tonijn niet afkomstig was van atmosferische emissies, maar eerder van een natuurlijke bron - hydrothermische openingen op de bodem van de oceaan. Hoewel tonijn in het bovenste deel van de oceaan leeft, kunnen ze mogelijk kwik ontluchten door vissen te eten die tijd doorbrengen in de diepe zee.
De bevindingen leverden sterke reacties op in de onderzoeksgemeenschap. Sommigen beweren dat de twee tonijnpopulaties niet vergelijkbaar zijn. Geelvintonijn wordt sinds 1971 zwaar bevist en visserijdruk kan het kwikgehalte in bepaalde visbestanden veranderen, zegt aquatisch toxicoloog James Wiener van de Universiteit van Wisconsin-LaCrosse. Anderen geloven dat kwik in de atmosfeer nog niet ver genoeg de oceaan in is gedreven om een verandering te meten.
Ondanks de kritiek leidde het onderzoek tot belangrijk oceaanonderzoek. Om de impact van ventilatieopeningen te bestuderen, stuurde een groep onderzoekers onder leiding van Carl Lamborg van de Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts een robot naar beneden 2, 7 km om monsters te verzamelen van Gorda Ridge in de Stille Oceaan. In 2006 publiceerden de onderzoekers hun resultaten - de eerste ooit gebaseerd op methylkwik in een vent - in het tijdschrift Geophysical Research Letters . Ze concludeerden dat het kwikniveau vrij hoog was in de ventilatieopeningen, maar niet vrij hoog genoeg om de hoeveelheid vis die aan de oppervlakte wordt gevonden te ondersteunen.
De bevindingen suggereren dat hoewel openingen een bron van methylkwik kunnen zijn, ze waarschijnlijk geen belangrijke zijn, zegt Chad Hammerschmidt van Wright State University, een co-auteur van het papier. Zelfs Morel, die een belangrijke getuige was voor de tonijnbedrijven in de zaak San Francisco, zegt nu dat ventilatieopeningen niet genoeg methylkwik vormen om het aan oppervlaktevis te leveren. Maar dit besef op zich verklaart nog steeds niet waar de meerderheid van het kwik vandaan komt.
Om die reden richten veel onderzoekers zich op hoe methylkwik gecreëerd in kustgebieden vissen in de open oceaan zou kunnen bereiken. Gilmour en Rob Mason van de Universiteit van Connecticut leiden een onderzoek naar hoe methylkwik zich ophoopt in de oceaanplank en de Chesapeake Bay. Ze analyseerden sediment uit negen gebieden langs de midden-Atlantische kust en vonden aanwijzingen voor de productie van methylkwik in het continentale plat, evenals in de helling die afbreekt onder het plateau. Het werk is nog niet voltooid, maar "onze resultaten suggereren dat je de randen niet kunt negeren", zegt Mason. "Wat er in de schappen gebeurt, lijkt erg belangrijk."
Methylkwik uit de kust kan op verschillende manieren naar zee worden getransporteerd. Tonijn en andere open oceaanvissen kunnen naar de kust zwemmen, vervuilde kustvissen eten en terugzwemmen. Een studie gepubliceerd in Nature in 2005, geleid door Barbara Block van Stanford University, toont aan dat blauwvintonijn veel tijd doorbrengt in de buurt van de oostkust van voedselgebieden voordat hij ver naar zee zwemt - zelfs migrerend over de Atlantische Oceaan.
Stromingen kunnen ook kwik uit de kust wassen. Sommige onderzoekers dachten dat zonlicht de giftige stof zou afbreken voordat het ver in zee reikte, maar nieuw bewijs over de beweging van andere metalen, zoals ijzer, begint die bezorgdheid uit te dagen, zegt Fitzgerald.
"Er is steeds meer bewijs voor het belang van de kustzone, " zegt hij. "Dat is echt opwindend. Het is er al lang en we hebben er niet genoeg aandacht aan besteed."
Misschien is de grootste vraag hoeveel kwik op het oceaanoppervlak kan worden omgezet in methylkwik. Het is algemeen bekend dat alleen bacteriën die in zuurstofvrije gebieden leven deze conversie kunnen produceren. Mason heeft echter werk gedaan in de buurt van de evenaar in de Stille Oceaan en heeft aangetoond dat methylering inderdaad kan optreden in zuurstofarme wateren. Het valt nog te bezien of er genoeg van deze regio's bestaan om een grote impact te hebben op methylkwik in vissen.
Als blijkt dat methylkwik in de buurt van het wateroppervlak kan worden gecreëerd, kunnen emissievoorschriften een directe invloed hebben op de hoeveelheid kwik in tonijn en andere vissen in de oceaan, zegt Mason. Hetzelfde geldt als vervolgonderzoek het idee ondersteunt dat methylkwik in de kustzone offshore kan worden vervoerd.
Wat wetenschappers wel weten, is natuurlijk dat er iets moet worden verklaard aan het kwik in tonijn en andere oceaanvissen. "De realiteit is dat alle methylkwik waarschijnlijk in alle drie de omgevingen wordt geproduceerd" - langs kusten, in diepe openingen en in sommige oceaanoppervlakken - "maar we hebben meer werk nodig om deze fractionering te ontleden, " zegt Mason. Voorlopig is de jury, behalve in een gerechtsgebouw in San Francisco, nog steeds niet aanwezig.
