Σας ευχαριστούμε που επισκεφτήκατε το Nature.com. Η έκδοση του προγράμματος περιήγησης που χρησιμοποιείτε έχει περιορισμένη υποστήριξη για CSS. Για την καλύτερη εμπειρία, σας συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε ένα ενημερωμένο πρόγραμμα περιήγησης (ή να απενεργοποιήσετε τη λειτουργία συμβατότητας στον Internet Explorer). Στο μεταξύ, για να διασφαλίσετε συνεχής υποστήριξη, θα εμφανίσουμε τον ιστότοπο χωρίς στυλ και JavaScript.
Οι εκπομπές υδραργύρου από τη βιοτεχνική και μικρής κλίμακας εξόρυξη χρυσού στο νότιο ημισφαίριο ξεπερνούν την καύση άνθρακα ως η μεγαλύτερη πηγή υδραργύρου στον κόσμο. Εξετάζουμε την εναπόθεση και αποθήκευση υδραργύρου στον Περουβιανό Αμαζόνιο, που επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τη βιοτεχνική εξόρυξη χρυσού. Άθικτα δάση στον Περουβιανό Αμαζόνιο κοντά Τα ορυχεία χρυσού έλαβαν εξαιρετικά υψηλές εισροές υδραργύρου, με αυξημένο συνολικό και μεθυλυδράργυρο στην ατμόσφαιρα, τα φύλλα θόλου και το έδαφος. Εδώ, δείχνουμε για πρώτη φορά ότι άθικτοι δασικοί θόλοι κοντά σε βιοτεχνικά ορυχεία χρυσού παρεμποδίζουν μεγάλες ποσότητες σωματιδίων και αερίου υδραργύρου σε αναλογικούς ρυθμούς Τεκμηριώνουμε τη σημαντική συσσώρευση υδραργύρου στο έδαφος, τη βιομάζα και τα ενδημικά ωδικά πτηνά σε ορισμένες από τις πιο προστατευμένες και πλούσιες σε βιοποικιλότητα περιοχές του Αμαζονίου, εγείροντας σημαντικά ερωτήματα σχετικά με το πώς η ρύπανση από τον υδράργυρο περιορίζει τις σύγχρονες και μελλοντικές προσπάθειες διατήρησης σε αυτά τα τροπικά οικοσυστήματα. .
Μια αυξανόμενη πρόκληση για τα τροπικά δάση οικοσυστήματα είναι η βιοτεχνική και μικρής κλίμακας εξόρυξη χρυσού (ASGM). Αυτή η μορφή εξόρυξης χρυσού εμφανίζεται σε περισσότερες από 70 χώρες, συχνά ανεπίσημα ή παράνομα, και αντιπροσωπεύει περίπου το 20% της παγκόσμιας παραγωγής χρυσού1.Ενώ η ASGM αποτελεί σημαντικό μέσο διαβίωσης για τις τοπικές κοινωνίες, έχει ως αποτέλεσμα εκτεταμένη αποψίλωση των δασών2,3, εκτεταμένη μετατροπή των δασών σε λίμνες4, υψηλή περιεκτικότητα σε ιζήματα σε κοντινούς ποταμούς5,6 και συμβάλλει σημαντικά στην παγκόσμια ατμόσφαιρα Εκπομπές υδραργύρου (Hg) και μεγαλύτερες πηγές υδραργύρου γλυκού νερού 7. Πολλές τοποθεσίες εντατικοποιημένων ASGM βρίσκονται σε παγκόσμιες εστίες βιοποικιλότητας, με αποτέλεσμα την απώλεια της ποικιλότητας8, την απώλεια ευαίσθητων ειδών9 και των ανθρώπων10,11,12 και των αρπακτικών κορυφών13, 14 υψηλή έκθεση στον υδράργυρο. Υπολογίζεται ότι 6000-10 Hg yr-1 εξατμίζονται και απελευθερώνονται στην παγκόσμια ατμόσφαιρα από τις λειτουργίες ASGM ετησίως7. Η χρήση μεγάλων ποσοτήτων υδραργύρου από τη βιοτεχνική και μικρής κλίμακας εξόρυξη χρυσού έχει μετατοπίσει σημαντικές πηγέςτων ατμοσφαιρικών εκπομπών υδραργύρου από τον παγκόσμιο βορρά στον παγκόσμιο νότο, με συνέπειες για τη μοίρα του υδραργύρου, τη μεταφορά και τα πρότυπα έκθεσης. Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για την τύχη αυτών των ατμοσφαιρικών εκπομπών υδραργύρου και τα μοτίβα εναπόθεσης και συσσώρευσής τους σε τοπία που επηρεάζονται από το ASGM.
Η Διεθνής Σύμβαση Minamata για τον υδράργυρο τέθηκε σε ισχύ το 2017 και το άρθρο 7 αφορά συγκεκριμένα τις εκπομπές υδραργύρου από τη βιοτεχνική και μικρής κλίμακας εξόρυξη χρυσού.Στο ASGM, υγρός στοιχειώδης υδράργυρος προστίθεται σε ιζήματα ή μετάλλευμα για να διαχωριστεί ο χρυσός. Το αμάλγαμα στη συνέχεια θερμαίνεται. συμπύκνωση του χρυσού και απελευθέρωση αερίου στοιχειακού υδραργύρου (GEM; Hg0) στην ατμόσφαιρα. Αυτό συμβαίνει παρά τις προσπάθειες ομάδων όπως το Πρόγραμμα των Ηνωμένων Εθνών για το Περιβάλλον (UNEP) Global Mercury Partnership, ο Οργανισμός Βιομηχανικής Ανάπτυξης των Ηνωμένων Εθνών (UNIDO) και ΜΚΟ να ενθαρρύνουν Οι ανθρακωρύχοι για να μειώσουν τις εκπομπές υδραργύρου. Μέχρι το γράψιμο αυτό το 2021, 132 χώρες, συμπεριλαμβανομένου του Περού, έχουν υπογράψει τη Σύμβαση Minamata και έχουν αρχίσει να αναπτύσσουν εθνικά σχέδια δράσης για να αντιμετωπίσουν συγκεκριμένα τις μειώσεις των εκπομπών υδραργύρου που σχετίζονται με το ASGM. Οι ακαδημαϊκοί έχουν ζητήσει αυτά τα εθνικά σχέδια δράσης να είναι περιεκτική, βιώσιμη και ολιστική, λαμβάνοντας υπόψη τους κοινωνικοοικονομικούς παράγοντες και τους περιβαλλοντικούς κινδύνους15,16,17,18.Τα τρέχοντα σχέδια για την αντιμετώπιση των συνεπειών του υδραργύρου στο περιβάλλον επικεντρώνονται στους κινδύνους υδραργύρου που σχετίζονται με τη βιοτεχνική και μικρής κλίμακας εξόρυξη χρυσού κοντά σε υδάτινα οικοσυστήματα, που περιλαμβάνουν ανθρακωρύχους και ανθρώπους που ζουν κοντά στην καύση αμαλγάματος και κοινότητες που καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες αρπακτικών ψαριών. Επαγγελματική έκθεση στον υδράργυρο μέσω της εισπνοής ατμών υδραργύρου από την καύση αμαλγάματος, η διατροφική έκθεση σε υδράργυρο μέσω της κατανάλωσης ψαριών και η βιοσυσσώρευση υδραργύρου σε υδρόβιους τροφικούς ιστούς έχουν αποτελέσει το επίκεντρο των περισσότερων επιστημονικών ερευνών που σχετίζονται με το ASGM, συμπεριλαμβανομένου του Αμαζονίου.Προηγούμενες μελέτες (π.χ. βλ. Lodenius and Malm19).
Τα χερσαία οικοσυστήματα κινδυνεύουν επίσης από την έκθεση στον υδράργυρο από το ASGM. Το ατμοσφαιρικό Hg που απελευθερώνεται από το ASGM καθώς το GEM μπορεί να επιστρέψει στο χερσαίο τοπίο μέσω τριών κύριων οδών20 (Εικ. 1): Το GEM μπορεί να προσροφηθεί σε σωματίδια στην ατμόσφαιρα, τα οποία στη συνέχεια αναχαιτίζονται από επιφάνειες?Το GEM μπορεί να απορροφηθεί άμεσα από τα φυτά και να ενσωματωθεί στους ιστούς τους.Τέλος, το GEM μπορεί να οξειδωθεί σε είδη Hg(II), τα οποία μπορούν να εναποτεθούν ξηρά, να προσροφηθούν σε σωματίδια της ατμόσφαιρας ή να παρασυρθούν στο νερό της βροχής. Αυτά τα μονοπάτια παρέχουν υδράργυρο στο έδαφος μέσω των νερών πτώσης (π. βροχοπτώσεις, αντίστοιχα. Η υγρή εναπόθεση μπορεί να προσδιοριστεί από ροές υδραργύρου σε ιζήματα που συλλέγονται σε ανοιχτούς χώρους. Η ξηρή εναπόθεση μπορεί να προσδιοριστεί ως το άθροισμα της ροής υδραργύρου στα απορρίμματα και της ροής υδραργύρου το φθινόπωρο μείον τη ροή υδραργύρου στην κατακρήμνιση. Ένας αριθμός μελετών έχουν τεκμηριώσει τον εμπλουτισμό υδραργύρου σε χερσαία και υδάτινα οικοσυστήματα σε άμεση γειτνίαση με τη δραστηριότητα ASGM (βλ., για παράδειγμα, συνοπτικό πίνακα στο Gerson et al. 22), πιθανόν ως αποτέλεσμα τόσο της εισροής ιζηματογενούς υδραργύρου όσο και της άμεσης απελευθέρωσης υδραργύρου. Ωστόσο, ενώ η ενισχυμένη η εναπόθεση υδραργύρου κοντά στο ASGM μπορεί να οφείλεται στην καύση αμαλγάματος υδραργύρου-χρυσού, δεν είναι σαφές πώς μεταφέρεται αυτό το Hg στο περιφερειακό τοπίο και η σχετική σημασία της διαφορετικής εναπόθεσηςόλα τα μονοπάτια κοντά στο ASGM.
Ο υδράργυρος που εκπέμπεται ως αέριος στοιχειακός υδράργυρος (GEM; Hg0) μπορεί να εναποτεθεί στο τοπίο μέσω τριών ατμοσφαιρικών οδών. Πρώτον, το GEM μπορεί να οξειδωθεί σε ιοντικό Hg (Hg2+), το οποίο μπορεί να παρασυρθεί σε σταγονίδια νερού και να εναποτεθεί στις επιφάνειες των φύλλων ως υγρό ή Δεύτερον, τα GEM μπορούν να προσροφήσουν ατμοσφαιρικά σωματίδια (Hgp), τα οποία αναχαιτίζονται από το φύλλωμα και πλένονται στο τοπίο μέσω καταρρακτών μαζί με το αναχαιτισμένο ιοντικό Hg. Τρίτον, το GEM μπορεί να απορροφηθεί στον ιστό των φύλλων, ενώ το Hg εναποτίθεται στο Το τοπίο ως απορρίμματα. Μαζί με το νερό που πέφτει και τα απορρίμματα θεωρείται μια εκτίμηση της συνολικής εναπόθεσης υδραργύρου. Αν και το GEM μπορεί επίσης να διαχέεται και να προσροφάται απευθείας στο έδαφος και τα απορρίμματα77, αυτή μπορεί να μην είναι η κύρια οδός για την είσοδο υδραργύρου στα χερσαία οικοσυστήματα.
Αναμένουμε ότι οι συγκεντρώσεις αέριου στοιχειακού υδραργύρου θα μειωθούν με την απόσταση από τις πηγές εκπομπής υδραργύρου. Δεδομένου ότι δύο από τις τρεις οδούς εναπόθεσης υδραργύρου σε τοπία (μέσω πτώσης και απορριμμάτων) εξαρτώνται από τις αλληλεπιδράσεις υδραργύρου με τις επιφάνειες των φυτών, μπορούμε επίσης να προβλέψουμε τον ρυθμό με τον οποίο ο υδράργυρος είναι εναποτίθεται στα οικοσυστήματα και πόσο σοβαρός είναι για τα ζώα Ο κίνδυνος της επίδρασης καθορίζεται από τη δομή της βλάστησης, όπως φαίνεται από παρατηρήσεις σε βόρεια και εύκρατα δάση στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη23.Ωστόσο, αναγνωρίζουμε επίσης ότι η δραστηριότητα ASGM εμφανίζεται συχνά στις τροπικές περιοχές, όπου η δομή του θόλου και η σχετική αφθονία της εκτεθειμένης επιφάνειας φύλλων ποικίλλει ευρέως. Η σχετική σημασία των μονοπατιών εναπόθεσης υδραργύρου σε αυτά τα οικοσυστήματα δεν έχει ποσοτικοποιηθεί με σαφήνεια, ειδικά για δάση κοντά σε πηγές εκπομπής υδραργύρου, η ένταση των οποίων σπάνια παρατηρείται στα βόρεια δάση. Ως εκ τούτου, σε αυτό μελέτη, θέτουμε τα ακόλουθα ερωτήματα: (1) Πώς γίνονται οι συγκεντρώσεις αέριου στοιχειακού υδραργύρου καιοι οδοί εναπόθεσης ποικίλλουν ανάλογα με την εγγύτητα του ASGM και τον δείκτη επιφάνειας φύλλων του περιφερειακού θόλου; (2) Η αποθήκευση υδραργύρου στο έδαφος σχετίζεται με τις ατμοσφαιρικές εισροές; (3) Υπάρχουν ενδείξεις αυξημένης βιοσυσσώρευσης υδραργύρου σε ωδικά πτηνά που κατοικούν στο δάσος κοντά στο ASGM; Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που εξέτασε τις εισροές εναπόθεσης υδραργύρου κοντά στη δραστηριότητα ASGM και πώς συσχετίζεται η κάλυψη του θόλου με αυτά τα μοτίβα και η πρώτη που μέτρησε τις συγκεντρώσεις μεθυλυδραργύρου (MeHg) στο τοπίο του Περουβιανού Αμαζονίου. Μετρήσαμε το GEM στην ατμόσφαιρα και τη συνολική βροχόπτωση, διείσδυση, συνολική υδράργυρος και μεθυλυδράργυρος σε φύλλα, απορρίμματα και χώμα σε δάση και αποψιλωμένα ενδιαιτήματα κατά μήκος μιας έκτασης 200 χιλιομέτρων του ποταμού Madre de Dios στο νοτιοανατολικό Περού. Υποθέσαμε ότι η εγγύτητα με ASGM και πόλεις εξόρυξης που καίνε αμάλγαμα Hg-χρυσού θα ήταν το πιο σημαντικό παράγοντες που οδηγούν τις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις Hg (GEM) και την υγρή εναπόθεση Hg (υψηλή βροχόπτωση).ee δομή θόλου,21,24 αναμένουμε επίσης τις δασικές περιοχές να έχουν υψηλότερες εισροές υδραργύρου από τις παρακείμενες αποψιλωμένες περιοχές, κάτι που, δεδομένου του υψηλού δείκτη επιφάνειας φύλλων και του δυναμικού δέσμευσης υδραργύρου, ένα σημείο είναι ιδιαίτερα ανησυχητικό.Άθικτο δάσος του Αμαζονίου. Υποθέσαμε περαιτέρω ότι η πανίδα που ζούσε σε δάση κοντά σε πόλεις εξόρυξης είχε υψηλότερα επίπεδα υδραργύρου από την πανίδα που ζούσε μακριά από περιοχές εξόρυξης.
Οι έρευνές μας πραγματοποιήθηκαν στην επαρχία Madre de Dios στο νοτιοανατολικό Περουβιανό Αμαζόνιο, όπου περισσότερα από 100.000 εκτάρια δάσους έχουν αποψιλωθεί για να σχηματίσουν προσχωσιγενή ASGM3 δίπλα, και μερικές φορές μέσα σε προστατευόμενες εκτάσεις και εθνικά αποθέματα. Χειροτεχνικός και μικρής κλίμακας χρυσός η εξόρυξη κατά μήκος ποταμών σε αυτήν την περιοχή του δυτικού Αμαζονίου έχει αυξηθεί δραματικά την τελευταία δεκαετία25 και αναμένεται να αυξηθεί με τις υψηλές τιμές του χρυσού και την αυξημένη συνδεσιμότητα με τα αστικά κέντρα μέσω υπερωκεανικών αυτοκινητοδρόμων. Οι δραστηριότητες θα συνεχιστούν 3.Επιλέξαμε δύο τοποθεσίες χωρίς εξόρυξη (Boca Manu και Chilive , περίπου 100 και 50 χλμ. από το ASGM, αντίστοιχα) – εφεξής αποκαλούμενες «απομακρυσμένες τοποθεσίες» – και τρεις τοποθεσίες εντός της περιοχής εξόρυξης – εφεξής θα αναφέρονται ως «απομακρυσμένες τοποθεσίες» τοποθεσία εξόρυξης» (Εικ. 2Α). Δύο από την εξόρυξη οι τοποθεσίες βρίσκονται σε δευτερεύον δάσος κοντά στις πόλεις Μπόκα Κολοράντο και Λα Μπελίντο, και μια τοποθεσία εξόρυξης βρίσκεται σε ένα άθικτο παλιό δάσος στο Los Amigos Conservation Παραχώρηση. Σημειώστε ότι στα ορυχεία Boca Colorado και Laberinto του ορυχείου, ατμοί υδραργύρου που απελευθερώνονται από την καύση αμαλγάματος υδραργύρου-χρυσού εμφανίζονται συχνά, αλλά η ακριβής τοποθεσία και η ποσότητα είναι άγνωστα, καθώς αυτές οι δραστηριότητες είναι συχνά ανεπίσημες και παράνομες.θα συνδυάσουμε την εξόρυξη και τον υδράργυρο Η καύση κράματος αναφέρεται συλλογικά ως «δραστηριότητα ASGM». Σε κάθε τοποθεσία, εγκαταστήσαμε δειγματολήπτες ιζήματος τόσο την ξηρή όσο και τη βροχερή περίοδο σε ξέφωτα (περιοχές αποψίλωσης εντελώς απαλλαγμένες από ξυλώδη φυτά) και κάτω από στέγες δέντρων (δάσος περιοχές) για συνολικά τρία εποχιακά γεγονότα (το καθένα διαρκεί 1-2 μήνες) ) Η υγρή εναπόθεση και η σταγόνα διείσδυσης συλλέχθηκαν ξεχωριστά και παθητικούς δειγματολήπτες αέρα αναπτύχθηκαν στον ανοιχτό χώρο για τη συλλογή GEM. Το επόμενο έτος, με βάση την υψηλή εναπόθεση Τα ποσοστά που μετρήθηκαν τον πρώτο χρόνο, εγκαταστήσαμε συλλέκτες σε έξι επιπλέον δασικά οικόπεδα στο Los Amigos.
Οι χάρτες των πέντε σημείων δειγματοληψίας εμφανίζονται ως κίτρινοι κύκλοι. Δύο τοποθεσίες (Boca Manu, Chilive) βρίσκονται σε περιοχές μακριά από τη βιοτεχνική εξόρυξη χρυσού και τρεις τοποθεσίες (Los Amigos, Boca Colorado και Laberinto) βρίσκονται σε περιοχές που επηρεάζονται από την εξόρυξη , με τις πόλεις εξόρυξης να εμφανίζονται ως μπλε τρίγωνα. Η εικόνα δείχνει μια τυπική απομακρυσμένη δασωμένη και αποψιλωμένη περιοχή που επηρεάζεται από την εξόρυξη. Σε όλα τα σχήματα, η διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει τη διαχωριστική γραμμή μεταξύ των δύο απομακρυσμένων τοποθεσιών (αριστερά) και των τριών τοποθεσιών που επηρεάζονται από την εξόρυξη ( δεξιά).B Συγκεντρώσεις αέριου στοιχειακού υδραργύρου (GEM) σε κάθε τοποθεσία στην ξηρή περίοδο 2018 (n = 1 ανεξάρτητο δείγμα ανά τοποθεσία, τετραγωνικά σύμβολα) και την υγρή περίοδο (n = 2 ανεξάρτητα δείγματα, τετράγωνα σύμβολα). Γ Συνολικές συγκεντρώσεις υδραργύρου σε βροχοπτώσεις που συλλέχθηκαν σε περιοχές δασών (πράσινο κουτί) και αποψίλωσης (καφέ κουτί) κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου του 2018. Για όλα τα οικόπεδα, οι γραμμές αντιπροσωπεύουν διάμεσους, τα κουτιά δείχνουν Q1 και Q3, τα μουστάκια αντιπροσωπεύουν 1,5 φορές το εύρος του μεσοτεταρτημόριου (n =5 ανεξάρτητα δείγματα ανά δασική τοποθεσία, n = 4 ανεξάρτητα δείγματα ανά δείγμα τοποθεσίας αποψίλωσης).D Συνολικές συγκεντρώσεις υδραργύρου στα φύλλα που συλλέχθηκαν από τον θόλο των Ficus insipida και Inga feuillei κατά την ξηρή περίοδο το 2018 (αριστερός άξονας.σκούρα πράσινα σύμβολα τετράγωνου και ανοιχτού πράσινου τριγώνου, αντίστοιχα) και από χύμα απορρίμματα στο έδαφος (δεξιός άξονας, σύμβολα πράσινου κύκλου) .Οι τιμές εμφανίζονται ως μέση και τυπική απόκλιση (n = 3 ανεξάρτητα δείγματα ανά τοποθεσία για ζωντανά φύλλα, n = 1 ανεξάρτητο δείγμα για απορρίμματα). E Συνολικές συγκεντρώσεις υδραργύρου στο επιφανειακό έδαφος (άνω 0-5 cm) που συλλέγονται σε περιοχές δασών (πράσινο κουτί) και αποψίλωσης (καφέ κουτί) κατά την ξηρή περίοδο του 2018 (n = 3 ανεξάρτητα δείγματα ανά τοποθεσία ).Τα δεδομένα για άλλες εποχές φαίνονται στο Σχήμα 1.S1 και S2.
Οι ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις υδραργύρου (GEM) ήταν σύμφωνες με τις προβλέψεις μας, με υψηλές τιμές γύρω από τη δραστηριότητα ASGM —ειδικά γύρω από πόλεις που καίνε αμάλγαμα Hg-χρυσού— και χαμηλές τιμές σε περιοχές μακριά από ενεργές περιοχές εξόρυξης (Εικ. 2B). απομακρυσμένες περιοχές, οι συγκεντρώσεις GEM είναι κάτω από την παγκόσμια μέση συγκέντρωση υποβάθρου στο νότιο ημισφαίριο περίπου 1 ng m-326. Αντίθετα, οι συγκεντρώσεις GEM και στα τρία ορυχεία ήταν 2-14 φορές υψηλότερες από ό,τι στα απομακρυσμένα ορυχεία και οι συγκεντρώσεις σε κοντινά ορυχεία ( έως και 10,9 ng m-3) ήταν συγκρίσιμα με εκείνα σε αστικές και αστικές περιοχές και μερικές φορές υπερέβαιναν εκείνα στις ΗΠΑ, τις Βιομηχανικές Ζώνες στην Κίνα και την Κορέα 27. Αυτό το μοτίβο GEM στο Madre de Dios είναι σύμφωνο με την καύση αμαλγάματος υδραργύρου-χρυσού ως η κύρια πηγή αυξημένου ατμοσφαιρικού υδραργύρου σε αυτή την απομακρυσμένη περιοχή του Αμαζονίου.
Ενώ οι συγκεντρώσεις GEM στα ξέφωτα παρακολουθούσαν τη γειτνίαση με την εξόρυξη, οι συνολικές συγκεντρώσεις υδραργύρου στους διεισδυτικούς καταρράκτες εξαρτήθηκαν από την εγγύτητα στο ορυχείο και τη δομή του θόλου των δασών. Αυτό το μοντέλο υποδηλώνει ότι οι συγκεντρώσεις GEM από μόνες τους δεν προβλέπουν πού θα εναποτεθεί υψηλός υδράργυρος στο τοπίο. Μετρήσαμε το υψηλότερο συγκεντρώσεις υδραργύρου σε άθικτα ώριμα δάση εντός της περιοχής εξόρυξης (Εικ. 2C). Το Los Amigos Conservation είχε τις υψηλότερες μέσες συγκεντρώσεις ολικού υδραργύρου την ξηρή περίοδο (εύρος: 18-61 ng L-1) που αναφέρθηκαν στη βιβλιογραφία και ήταν συγκρίσιμο σε επίπεδα που μετρώνται σε τοποθεσίες που έχουν μολυνθεί από την εξόρυξη κιννάβαρης και τη βιομηχανική καύση άνθρακα.Διαφορά, 28 στο Guizhou της Κίνας. Από ό,τι γνωρίζουμε, αυτές οι τιμές αντιπροσωπεύουν τις μέγιστες ετήσιες ροές υδραργύρου που υπολογίζονται χρησιμοποιώντας τις συγκεντρώσεις υδραργύρου ξηρής και υγρής περιόδου και τους ρυθμούς βροχοπτώσεων (71 μg m-2 έτος-1, Συμπληρωματικός Πίνακας 1). Οι άλλες δύο τοποθεσίες εξόρυξης δεν είχαν υψηλά επίπεδα ολικού υδραργύρου σε σύγκριση με τις απομακρυσμένες περιοχές (εύρος: 8-31 ng L-1, 22-34 μg m-2 yr-1). Με εξαίρεση το Hg, μόνο το αλουμίνιο και Το μαγγάνιο είχε αυξημένες αποδόσεις στην περιοχή εξόρυξης, πιθανότατα λόγω της εκκαθάρισης γης που σχετίζεται με την εξόρυξη.όλα τα άλλα μετρούμενα κύρια και ιχνοστοιχεία δεν διέφεραν μεταξύ εξόρυξης και απομακρυσμένων περιοχών (Συμπληρωματικό Αρχείο Δεδομένων 1 ), εύρημα που συνάδει με τη δυναμική υδραργύρου των φύλλων 29 και την καύση αμαλγάματος ASGM, αντί της αερομεταφερόμενης σκόνης, ως κύρια πηγή υδραργύρου στη διεισδυτική πτώση .
Εκτός από το ότι χρησιμεύουν ως προσροφητικά για σωματιδιακό και αέριο υδράργυρο, τα φύλλα των φυτών μπορούν να απορροφήσουν και να ενσωματώσουν απευθείας το GEM στους ιστούς30,31. Στην πραγματικότητα, σε τοποθεσίες κοντά στη δραστηριότητα ASGM, τα σκουπίδια είναι μια κύρια πηγή εναπόθεσης υδραργύρου. Μέσες συγκεντρώσεις Hg (0,080 –0,22 μg g−1) που μετρήθηκαν σε ζωντανά φύλλα θόλου και από τις τρεις τοποθεσίες εξόρυξης υπερέβη τις δημοσιευμένες τιμές για εύκρατα, βόρεια και αλπικά δάση στη Βόρεια Αμερική, την Ευρώπη και την Ασία, καθώς και άλλα δάση του Αμαζονίου στη Νότια Αμερική, βρίσκεται στη Νότια Αμερική.Απομακρυσμένες περιοχές και κοντινές σημειακές πηγές 32, 33, 34. Οι συγκεντρώσεις είναι συγκρίσιμες με αυτές που αναφέρθηκαν για φυλλικό υδράργυρο σε υποτροπικά μικτά δάση στην Κίνα και δάση του Ατλαντικού στη Βραζιλία (Εικ. 2D)32,33,34.Ακολουθώντας το μοντέλο GEM, η υψηλότερη Οι συνολικές συγκεντρώσεις υδραργύρου στα χύδην απορρίμματα και στα φύλλα του θόλου μετρήθηκαν σε δευτερεύοντα δάση εντός της περιοχής εξόρυξης. Ωστόσο, οι εκτιμώμενες ροές υδραργύρου ήταν υψηλότερες σε ανέπαφο πρωτογενές δάσος στο ορυχείο Los Amigos, πιθανότατα λόγω της μεγαλύτερης μάζας αποβλήτων. Πολλαπλασιάσαμε τα προηγούμενα αναφέρθηκε το Περουβιανό Amazon 35 με το Hg που μετράται στα απορρίμματα (μέσος όρος μεταξύ υγρών και ξηρών εποχών) (Εικ. 3Α). Αυτή η είσοδος υποδηλώνει ότι η εγγύτητα σε περιοχές εξόρυξης και η κάλυψη του θόλου δέντρων συμβάλλουν σημαντικά στα φορτία υδραργύρου στο ASGM σε αυτήν την περιοχή.
Τα δεδομένα εμφανίζονται στο δάσος Α και στην περιοχή αποψίλωσης Β. Οι αποψιλωμένες περιοχές του Los Amigos είναι εκκενώσεις σταθμών πεδίου που αποτελούν ένα μικρό μέρος της συνολικής γης. Οι ροές εμφανίζονται με βέλη και εκφράζονται ως μg m-2 yr-1. πάνω από 0-5 cm εδάφους, οι πισίνες εμφανίζονται ως κύκλοι και εκφράζονται σε μg m-2. Το ποσοστό αντιπροσωπεύει το ποσοστό υδραργύρου που υπάρχει στην πισίνα ή τη ροή με τη μορφή μεθυλυδραργύρου. Μέσες συγκεντρώσεις μεταξύ ξηρών περιόδων (2018 και 2019) και βροχερές εποχές (2018) για τον συνολικό υδράργυρο μέσω βροχοπτώσεων, χύδην βροχόπτωση και απορρίμματα, για εκτιμήσεις κλιμάκωσης των φορτίων υδραργύρου. Τα δεδομένα μεθυλυδράργυρου βασίζονται στην ξηρή περίοδο του 2018, το μόνο έτος για το οποίο μετρήθηκε. Βλ. «Μέθοδοι». για πληροφορίες σχετικά με τους υπολογισμούς συγκέντρωσης και ροής. C Σχέση μεταξύ της συνολικής συγκέντρωσης υδραργύρου και του δείκτη επιφάνειας φύλλων σε οκτώ οικόπεδα του Los Amigos Conservation Conservation, με βάση τη συνήθη παλινδρόμηση ελαχίστων τετραγώνων.Συγκέντρωση υδραργύρου στην επιφάνεια του εδάφους και για τις πέντε τοποθεσίες σε περιοχές δασών (πράσινοι κύκλοι) και αποψίλωσης (καφέ τρίγωνα), σύμφωνα με τη συνήθη παλινδρόμηση ελαχίστων τετραγώνων (οι γραμμές σφάλματος δείχνουν τυπική απόκλιση).
Χρησιμοποιώντας δεδομένα μακροπρόθεσμης βροχόπτωσης και απορριμμάτων, μπορέσαμε να κλιμακώσουμε τις μετρήσεις της διείσδυσης και της περιεκτικότητας σε υδράργυρο απορριμμάτων από τις τρεις εκστρατείες για να παρέχουμε μια εκτίμηση της ετήσιας ατμοσφαιρικής ροής υδραργύρου για το Los Amigos Conservation Concession (διείσδυση + ποσότητα απορριμμάτων + βροχόπτωση) για Μια προκαταρκτική εκτίμηση. Βρήκαμε ότι οι ατμοσφαιρικές ροές υδραργύρου στα δασικά αποθέματα που γειτνιάζουν με τη δραστηριότητα ASGM ήταν περισσότερες από 15 φορές υψηλότερες από ό,τι στις γύρω αποψιλωμένες περιοχές (137 έναντι 9 μg Hg m-2 yr-1· Εικόνα 3 A,B). Αυτή η προκαταρκτική Η εκτίμηση των επιπέδων υδραργύρου στο Los Amigos υπερβαίνει τις προηγουμένως αναφερθείσες ροές υδραργύρου κοντά σε σημειακές πηγές υδραργύρου σε δάση στη Βόρεια Αμερική και την Ευρώπη (π.χ. καύση άνθρακα) και είναι συγκρίσιμες με τις τιμές στη βιομηχανική Κίνα 21,36 .Όλα ειπώθηκαν, περίπου 94 % της συνολικής εναπόθεσης υδραργύρου στα προστατευόμενα δάση του Los Amigos παράγεται με ξηρή εναπόθεση (διείσδυση + απορρίμματα - υδράργυρος κατακρήμνισης), συνεισφορά πολύ υψηλότερη από αυτή των περισσότερων άλλων δασώντοπία σε όλο τον κόσμο. Αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τα υψηλά επίπεδα υδραργύρου που εισέρχεται στα δάση με ξηρή εναπόθεση από το ASGM και τη σημασία του δασικού θόλου στην απομάκρυνση του υδραργύρου που προέρχεται από ASGM από την ατμόσφαιρα. Αναμένουμε ότι το μοτίβο εναπόθεσης υψηλής εμπλουτισμού Hg που παρατηρείται σε δασικές περιοχές κοντά στο ASGM δραστηριότητα δεν είναι μοναδική στο Περού.
Αντίθετα, οι αποψιλωμένες περιοχές σε περιοχές εξόρυξης έχουν χαμηλότερα επίπεδα υδραργύρου, κυρίως λόγω έντονων βροχοπτώσεων, με μικρή εισροή υδραργύρου μέσω της πτώσης και των απορριμμάτων. Οι συγκεντρώσεις του συνολικού υδραργύρου στα χύδην ιζήματα στην περιοχή του ορυχείου ήταν συγκρίσιμες με εκείνες που μετρήθηκαν σε απομακρυσμένες περιοχές (Εικ. 2C Οι μέσες συγκεντρώσεις (εύρος: 1,5–9,1 ng L-1) του συνολικού υδραργύρου στη χύδην βροχόπτωση της ξηρής περιόδου ήταν χαμηλότερες από τις προηγουμένως αναφερόμενες τιμές στα Adirondacks της Νέας Υόρκης37 και ήταν γενικά χαμηλότερες από εκείνες στις απομακρυσμένες περιοχές του Αμαζονίου38. η εισροή μαζικής βροχόπτωσης του Hg ήταν χαμηλότερη (8,6-21,5 μg Hg m-2 έτος-1) στη γειτονική αποψιλωμένη περιοχή σε σύγκριση με το GEM, τα πρότυπα συγκέντρωσης απορριμμάτων και πτώσης της περιοχής εξόρυξης και δεν αντικατοπτρίζει την εγγύτητα στην εξόρυξη Επειδή το ASGM απαιτεί αποψίλωση των δασών,2,3 οι καθαρισμένες περιοχές όπου είναι συγκεντρωμένες οι εξορυκτικές δραστηριότητες έχουν χαμηλότερες εισροές υδραργύρου από την ατμοσφαιρική εναπόθεση σε σχέση με τις κοντινές δασικές περιοχές, αν και οι μη ατμοσφαιρικές άμεσες εκλύσεις ASGM (όπως π.στοιχειώδεις διαρροές υδραργύρου ή απορρίμματα) είναι πιθανό να είναι πολύ υψηλές.Υψηλό 22.
Οι αλλαγές στις ροές υδραργύρου που παρατηρούνται στον Περουβιανό Αμαζόνιο οφείλονται σε μεγάλες διαφορές εντός και μεταξύ των περιοχών κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου (δάσος και αποψίλωση) (Εικ. 2). Αντίθετα, είδαμε ελάχιστες διαφορές εντός και μεταξύ των τοποθεσιών καθώς και χαμηλές ροές Hg κατά την περίοδο των βροχών (Συμπληρωματικό Σχήμα 1). Αυτή η εποχιακή διαφορά (Εικ. 2Β) μπορεί να οφείλεται στην υψηλότερη ένταση εξόρυξης και παραγωγής σκόνης την ξηρή περίοδο. Η αυξημένη αποψίλωση των δασών και η μειωμένη βροχόπτωση κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου μπορεί να αυξήσει τη σκόνη παραγωγή, αυξάνοντας έτσι την ποσότητα των ατμοσφαιρικών σωματιδίων που απορροφούν τον υδράργυρο. Η παραγωγή υδραργύρου και σκόνης κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου μπορεί να συμβάλει σε μοτίβα ροής υδραργύρου κατά την αποψίλωση των δασών σε σύγκριση με τις δασικές περιοχές του Los Amigos Conservation Concession.
Καθώς οι εισροές υδραργύρου από το ASGM στον Περουβιανό Αμαζόνιο εναποτίθενται σε χερσαία οικοσυστήματα κυρίως μέσω αλληλεπιδράσεων με το δασικό θόλο, δοκιμάσαμε εάν η υψηλότερη πυκνότητα θόλου δέντρων (δηλ. δείκτης επιφάνειας φύλλων) θα οδηγούσε σε υψηλότερες εισροές υδραργύρου. Στο άθικτο δάσος του Los Amigos Παραχώρηση διατήρησης, συλλέξαμε σταγόνα από 7 δασικές εκτάσεις με διαφορετική πυκνότητα θόλου. Βρήκαμε ότι ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας ήταν ισχυρός προγνωστικός δείκτης της συνολικής εισροής υδραργύρου μέχρι την πτώση και η μέση συνολική συγκέντρωση υδραργύρου κατά την πτώση αυξήθηκε με τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας (Εικ. 3C Πολλές άλλες μεταβλητές επηρεάζουν επίσης την εισαγωγή υδραργύρου μέσω πτώσης, συμπεριλαμβανομένης της ηλικίας των φύλλων34, της τραχύτητας των φύλλων, της πυκνότητας των στομίων, της ταχύτητας του ανέμου39, των αναταράξεων, της θερμοκρασίας και των περιόδων πριν από την ξήρανση.
Σύμφωνα με τα υψηλότερα ποσοστά εναπόθεσης υδραργύρου, το φυτικό έδαφος (0-5 cm) της δασικής τοποθεσίας Los Amigos είχε την υψηλότερη συνολική συγκέντρωση υδραργύρου (140 ng g-1 την ξηρή περίοδο του 2018· Εικ. 2E). Επιπλέον, οι συγκεντρώσεις υδραργύρου ήταν εμπλουτισμένο σε ολόκληρο το μετρημένο κατακόρυφο προφίλ εδάφους (εύρος 138–155 ng g-1 σε βάθος 45 cm. Συμπληρωματικό Σχ. 3). Η μόνη τοποθεσία που εμφάνισε υψηλές συγκεντρώσεις υδραργύρου στην επιφάνεια του εδάφους κατά την ξηρή περίοδο του 2018 ήταν μια τοποθεσία αποψίλωσης κοντά μια πόλη εξόρυξης (Μπόκα Κολοράντο). Σε αυτήν την τοποθεσία, υποθέσαμε ότι οι εξαιρετικά υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να οφείλονται σε τοπική μόλυνση στοιχειακού υδραργύρου κατά τη σύντηξη, καθώς οι συγκεντρώσεις δεν αυξήθηκαν σε βάθος (>5 cm). Το κλάσμα της ατμοσφαιρικής εναπόθεσης υδραργύρου Η απώλεια λόγω διαφυγής από το έδαφος (δηλαδή ο υδράργυρος που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα) λόγω της κάλυψης του θόλου μπορεί επίσης να είναι πολύ χαμηλότερη σε δασικές περιοχές από ό,τι σε περιοχές με αποψίλωση των δασών40, γεγονός που υποδηλώνει ότι ένα σημαντικό ποσοστό υδραργύρου εναποτίθεται για διατήρηση.Η περιοχή παραμένει στο έδαφος. Οι συνολικές δεξαμενές υδραργύρου του εδάφους στο πρωτογενές δάσος του Los Amigos Conservation Conservation ήταν 9100 μg Hg m-2 στα πρώτα 5 cm και πάνω από 80.000 μg Hg m-2 στα πρώτα 45 cm.
Δεδομένου ότι τα φύλλα απορροφούν κυρίως τον ατμοσφαιρικό υδράργυρο, παρά τον υδράργυρο του εδάφους,30,31 και στη συνέχεια μεταφέρουν αυτόν τον υδράργυρο στο έδαφος με πτώση, είναι πιθανό ο υψηλός ρυθμός εναπόθεσης υδραργύρου να οδηγεί τα μοτίβα που παρατηρούνται στο έδαφος. Βρήκαμε μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της μέσης συνολικής συγκεντρώσεις υδραργύρου στο επιφανειακό έδαφος και ολικές συγκεντρώσεις υδραργύρου σε όλες τις δασικές περιοχές, ενώ δεν υπήρχε σχέση μεταξύ των συγκεντρώσεων υδραργύρου στο επιφανειακό έδαφος και των συνολικών συγκεντρώσεων υδραργύρου σε μεγάλες κατακρημνίσεις σε αποψιλωμένες περιοχές (Εικ. 3D). ολικές ροές υδραργύρου σε δασικές εκτάσεις, αλλά όχι σε περιοχές αποψίλωσης (λίμνες υδραργύρου στο επιφανειακό έδαφος και ολικές ροές υδραργύρου ολικής βροχόπτωσης).
Σχεδόν όλες οι μελέτες για τη ρύπανση του εδάφους από υδράργυρο που σχετίζεται με το ASGM έχουν περιοριστεί σε μετρήσεις του συνολικού υδραργύρου, αλλά οι συγκεντρώσεις μεθυλυδράργυρου καθορίζουν τη βιοδιαθεσιμότητα του υδραργύρου και την επακόλουθη συσσώρευση και έκθεση σε θρεπτικά συστατικά. γενικά πιστεύεται ότι τα ορεινά εδάφη έχουν χαμηλότερες συγκεντρώσεις μεθυλυδραργύρου. Ωστόσο, για πρώτη φορά, καταγράψαμε μετρήσιμες συγκεντρώσεις MeHg σε εδάφη του Αμαζονίου κοντά σε ASGMs, υποδηλώνοντας ότι οι αυξημένες συγκεντρώσεις MeHg εκτείνονται πέρα από τα υδάτινα οικοσυστήματα και σε χερσαία περιβάλλοντα σε αυτές τις περιοχές που επηρεάζονται από το ASGM , συμπεριλαμβανομένων εκείνων που βυθίζονται κατά την περίοδο των βροχών.Έδαφος και εκείνα που παραμένουν ξηρά όλο το χρόνο. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις μεθυλυδραργύρου στο φυτικό έδαφος κατά την ξηρή περίοδο του 2018 σημειώθηκαν σε δύο δασικές περιοχές του ορυχείου (Boca Colorado και Los Amigos Reserve, 1,4 ng MeHg g−1, 1,4% Hg ως MeHg και 1,1 ng MeHg g−1, αντίστοιχα, σε 0,79% Hg (ως MeHg). Δεδομένου ότι αυτά τα ποσοστά υδραργύρου με τη μορφή μεθυλυδραργύρου είναι συγκρίσιμα με άλλες χερσαίες τοποθεσίες παγκοσμίως (Συμπληρωματικό Σχήμα 4), οι υψηλές συγκεντρώσεις μεθυλυδραργύρου φαίνεται να οφείλονται σε υψηλή συνολική εισροή υδραργύρου και υψηλή αποθήκευση ολικού υδραργύρου στο έδαφος, αντί για καθαρή μετατροπή του διαθέσιμου ανόργανου υδραργύρου σε μεθυλυδράργυρο (Συμπληρωματικό Σχήμα 5). Τα αποτελέσματά μας αντιπροσωπεύουν τις πρώτες μετρήσεις μεθυλυδραργύρου σε εδάφη κοντά στο ASGM στον Περουβιανό Αμαζόνιο. Σύμφωνα με Άλλες μελέτες έχουν αναφέρει υψηλότερη παραγωγή μεθυλυδραργύρου σε πλημμυρισμένα και άνυδρα τοπία43,44 και αναμένουμε υψηλότερες συγκεντρώσεις μεθυλυδραργύρου σε κοντινούς δασικούς εποχιακούς και μόνιμους υγροτόπους που αντιμετωπίζουνπαρόμοια φορτία υδραργύρου.Αν και μεθυλυδράργυρος Το κατά πόσον υπάρχει κίνδυνος τοξικότητας για την άγρια ζωή της ξηράς κοντά σε δραστηριότητες εξόρυξης χρυσού μένει να καθοριστεί, αλλά αυτά τα δάση κοντά στις δραστηριότητες ASGM μπορεί να είναι εστίες βιοσυσσώρευσης υδραργύρου σε χερσαίους τροφικούς ιστούς.
Η πιο σημαντική και νέα συνέπεια της δουλειάς μας είναι να τεκμηριώσουμε τη μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων υδραργύρου σε δάση δίπλα στο ASGM. Τα δεδομένα μας υποδηλώνουν ότι αυτός ο υδράργυρος είναι διαθέσιμος και κινείται μέσα από τους επίγειους τροφικούς ιστούς. Επιπλέον, σημαντικές ποσότητες υδραργύρου αποθηκεύονται σε βιομάζα και εδάφη και είναι πιθανό να απελευθερωθούν με την αλλαγή της χρήσης γης4 και τις δασικές πυρκαγιές45,46. Ο Νοτιοανατολικός Περουβιανός Αμαζόνιος είναι ένα από τα πιο βιολογικά διαφορετικά οικοσυστήματα σπονδυλωτών και εντόμων στη Γη. Υψηλή δομική πολυπλοκότητα σε ανέπαφα αρχαία τροπικά τα δάση προάγουν τη βιοποικιλότητα των πτηνών48 και παρέχουν κόγχες για ένα ευρύ φάσμα ειδών που κατοικούν στο δάσος49. Ως αποτέλεσμα, περισσότερο από το 50% της περιοχής του Madre de Dios χαρακτηρίζεται ως προστατευόμενη γη ή εθνικός αποθεματικός50. Η διεθνής πίεση για τον έλεγχο της παράνομης δραστηριότητας ASGM στην Το εθνικό αποθεματικό Tambopata έχει αυξηθεί σημαντικά την τελευταία δεκαετία, οδηγώντας σε μια σημαντική ενέργεια επιβολής (Operación Mercurio) από την κυβέρνηση του Περούτο 2019.Ωστόσο, τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η πολυπλοκότητα των δασών που αποτελούν τη βάση της βιοποικιλότητας του Αμαζονίου καθιστά την περιοχή εξαιρετικά ευάλωτη στη φόρτωση και αποθήκευση υδραργύρου σε τοπία με αυξημένες εκπομπές υδραργύρου που σχετίζονται με το ASGM, οδηγώντας σε παγκόσμιες ροές υδραργύρου μέσω του νερού.Η υψηλότερη αναφερόμενη μέτρηση της ποσότητας βασίζεται στις προκαταρκτικές εκτιμήσεις μας για τις αυξημένες ροές υδραργύρου απορριμμάτων σε ανέπαφα δάση κοντά στο ASGM. Ενώ οι έρευνές μας πραγματοποιήθηκαν σε προστατευμένα δάση, το μοτίβο της αυξημένης εισροής και κατακράτησης υδραργύρου θα ισχύει για οποιοδήποτε παλιό πρωτογενές δάσος κοντά στη δραστηριότητα ASGM, συμπεριλαμβανομένων των ζωνών προστασίας, επομένως αυτά τα αποτελέσματα συνάδουν με προστατευόμενα και απροστάτευτα δάση.Τα προστατευόμενα δάση είναι παρόμοια. Ως εκ τούτου, οι κίνδυνοι του ASGM στα τοπία υδραργύρου δεν σχετίζονται μόνο με την άμεση εισαγωγή υδραργύρου μέσω ατμοσφαιρικών εκπομπών, διαρροών και απορριμμάτων, αλλά και με την ικανότητα του τοπίου να συλλαμβάνει, να αποθηκεύει και να μετατρέπει τον υδράργυρο σε πιο βιοδιαθέσιμο μορφές.που σχετίζεται με το δυναμικό.μεθυλυδράργυρος, εμφανίζοντας διαφορικές επιδράσεις στις παγκόσμιες δεξαμενές υδραργύρου και στη χερσαία άγρια ζωή ανάλογα με τη δασική κάλυψη κοντά στην εξόρυξη.
Με την δέσμευση του ατμοσφαιρικού υδραργύρου, άθικτα δάση κοντά σε βιοτεχνικές και μικρής κλίμακας εξορύξεις χρυσού μπορούν να μειώσουν τους κινδύνους υδραργύρου στα κοντινά υδάτινα οικοσυστήματα και τις παγκόσμιες δεξαμενές υδραργύρου της ατμόσφαιρας. οικοσυστήματα μέσω δασικών πυρκαγιών, διαφυγής και/ή απορροής45, 46, 51, 52, 53. Στον Περουβιανό Αμαζόνιο, περίπου 180 τόνοι υδραργύρου χρησιμοποιούνται ετησίως στο ASGM54, εκ των οποίων περίπου το ένα τέταρτο εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα55, βάσει της παραχώρησης διατήρησης στο Los Amigos.Αυτή η περιοχή είναι περίπου 7,5 φορές η συνολική έκταση προστατευόμενης γης και φυσικών καταφυγίων στην περιοχή Madre de Dios (περίπου 4 εκατομμύρια εκτάρια), η οποία έχει το μεγαλύτερο ποσοστό προστατευόμενης γης σε οποιαδήποτε άλλη περουβιανή επαρχία, και μεγάλες εκτάσεις ανέπαφης δασικής γης.Εν μέρει εκτός της ακτίνας εναπόθεσης ASGM και υδραργύρου. Επομένως, η δέσμευση υδραργύρου σε άθικτα δάση δεν είναι επαρκής για να αποτρέψει την είσοδο υδραργύρου που προέρχεται από ASGM σε περιφερειακές και παγκόσμιες ατμοσφαιρικές δεξαμενές υδραργύρου, υποδηλώνοντας τη σημασία της μείωσης των εκπομπών υδραργύρου ASGM. Η μοίρα των μεγάλων ποσοτήτων Ο υδράργυρος που αποθηκεύεται σε χερσαία συστήματα επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τις πολιτικές διατήρησης. Οι μελλοντικές αποφάσεις σχετικά με τον τρόπο διαχείρισης ανέπαφων δασών, ειδικά σε περιοχές κοντά στη δραστηριότητα ASGM, έχουν επομένως επιπτώσεις στην κινητοποίηση και τη βιοδιαθεσιμότητα υδραργύρου τώρα και τις επόμενες δεκαετίες.
Ακόμα κι αν τα δάση μπορούσαν να δεσμεύσουν όλο τον υδράργυρο που απελευθερώνεται στα τροπικά δάση, δεν θα ήταν πανάκεια για τη ρύπανση από υδράργυρο, καθώς οι χερσαίοι τροφικοί ιστοί μπορεί επίσης να είναι ευάλωτοι στον υδράργυρο. Γνωρίζουμε πολύ λίγα για τις συγκεντρώσεις υδραργύρου σε ζώντες οργανισμούς σε αυτά τα άθικτα δάση, αλλά αυτά πρώτα Οι μετρήσεις των χερσαίων κοιτασμάτων υδραργύρου και του μεθυλυδράργυρου του εδάφους υποδηλώνουν ότι τα υψηλά επίπεδα υδραργύρου στο έδαφος και τα υψηλά επίπεδα μεθυλυδραργύρου μπορεί να αυξήσουν την έκθεση σε όσους ζουν σε αυτά τα δάση.Κίνδυνοι για καταναλωτές υψηλής διατροφικής ποιότητας.Δεδομένα από προηγούμενες μελέτες για τη βιοσυσσώρευση υδραργύρου στην ξηρά σε εύκρατα δάση έχουν βρει ότι οι συγκεντρώσεις υδραργύρου στο αίμα στα πτηνά συσχετίζονται με τις συγκεντρώσεις υδραργύρου στα ιζήματα και τα ωδικά πτηνά που τρώνε τροφές που προέρχονται εξ ολοκλήρου από τη γη μπορεί να παρουσιάζουν συγκεντρώσεις υδραργύρου Αυξήθηκαν 56,57. Η αυξημένη έκθεση σε υδράργυρο σχετίζεται στα ωδικά πτηνά με μειωμένη αναπαραγωγική απόδοση και επιτυχία, μειωμένη επιβίωση απογόνων, μειωμένη ανάπτυξη, αλλαγές συμπεριφοράς, φυσιολογικό στρες και θνησιμότητα58,59. Εάν αυτό το μοντέλο ισχύει για τον Περουβιανό Αμαζόνιο, οι υψηλές ροές υδραργύρου που εμφανίζονται σε άθικτα δάση θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε υψηλές συγκεντρώσεις υδραργύρου σε πτηνά και άλλους ζώντες οργανισμούς, με πιθανές δυσμενείς επιπτώσεις. Αυτό είναι ιδιαίτερα ανησυχητικό επειδή η περιοχή είναι ένα παγκόσμιο hotspot βιοποικιλότητας60. Αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τη σημασία της αποτροπής της εξόρυξης χρυσού βιοτεχνίας και μικρής κλίμακας εντός των εθνικών προστατευόμενων περιοχών και των ζωνών προστασίας που περιβάλλουν τους.Επισημοποίηση των δραστηριοτήτων ASGMΤο es15,16 μπορεί να είναι ένας μηχανισμός που διασφαλίζει ότι δεν γίνεται εκμετάλλευση των προστατευόμενων εδαφών.
Για να εκτιμήσουμε εάν ο υδράργυρος που εναποτίθεται σε αυτές τις δασικές περιοχές εισέρχεται στον χερσαίο τροφικό ιστό, μετρήσαμε τα φτερά της ουράς αρκετών ωδικών πτηνών από το καταφύγιο Los Amigos (που επηρεάζεται από την εξόρυξη) και τον βιολογικό σταθμό Cocha Cashu (ανεπηρέαστα παλιά πουλιά).συνολική συγκέντρωση υδραργύρου.δάσος ανάπτυξης), 140 km από την πιο ανάντη τοποθεσία δειγματοληψίας Bokamanu. Και για τα τρία είδη όπου δειγματοληπτήθηκαν πολλά άτομα σε κάθε τοποθεσία, το Hg ήταν αυξημένο στα πουλιά του Los Amigos σε σύγκριση με το Cocha Cashu (Εικ. 4). Το μοτίβο παρέμεινε ανεξάρτητα από τις διατροφικές συνήθειες, καθώς το δείγμα μας περιελάμβανε το αντιφάγο Myrmotherula axillaris, το αντιφάγο Phlegopsis nigromaculata και το φρουτοφάγο Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] έναντι 0,9 μg g− 1 [n = 2], 4,1 [n = 10] έναντι 1,4 μg g-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] έναντι 0,1 μg g-1 [n = 2]). Από τα 10 Phlegopsis nigromaculata άτομα που έλαβαν δείγμα στο Los Amigos, 3 υπερέβησαν το EC10 (αποτελεσματική συγκέντρωση για μείωση 10% στην αναπαραγωγική επιτυχία), 3 υπερέβησαν το EC20, 1 υπερέβησαν το EC30 (βλ. κριτήρια EC στο Evers58) και κανένα μεμονωμένο Cocha Οποιοδήποτε είδος Cashu υπερβαίνει το EC10. Αυτές οι προκαταρκτικές ευρήματα, με μέσες συγκεντρώσεις υδραργύρου 2-3 φορές υψηλότερες σε ωδικά πτηνά από προστατευμένα δάση που γειτνιάζουν με τη δραστηριότητα ASGM,και μεμονωμένες συγκεντρώσεις υδραργύρου έως και 12 φορές υψηλότερες, εγείρουν ανησυχίες ότι η μόλυνση από υδράργυρο από ASGM μπορεί να εισέλθει στους επίγειους τροφικούς ιστούς.Αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τη σημασία της πρόληψης της δραστηριότητας ASGM στα εθνικά πάρκα και τις γύρω ζώνες προστασίας.
Τα δεδομένα συλλέχθηκαν στο Los Amigos Conservation Concessions (n = 10 για Myrmotherula axillaris [invertivore understory] και Phlegopsi nigromaculata [invertivore που ακολουθεί το μυρμήγκι], n = 46 για Pipra fasciicauda [frugivore]· σύμβολο θέσης κόκκινου τριγώνου σε Cocha) Βιολογικός Σταθμός Kashu (n = 2 ανά είδος, σύμβολα πράσινου κύκλου). Οι αποτελεσματικές συγκεντρώσεις (ECs) φαίνεται να μειώνουν την αναπαραγωγική επιτυχία κατά 10%, 20% και 30% (βλ. Evers58). Φωτογραφίες πουλιών τροποποιημένες από Schulenberg65.
Από το 2012, η έκταση του ASGM στον Περουβιανό Αμαζόνιο έχει αυξηθεί κατά περισσότερο από 40% σε προστατευόμενες περιοχές και 2,25 ή περισσότερο σε απροστάτευτες περιοχές. Η συνεχής χρήση του υδραργύρου στη βιοτεχνική και μικρής κλίμακας εξόρυξη χρυσού μπορεί να έχει καταστροφικές επιπτώσεις στην άγρια ζωή που κατοικούν σε αυτά τα δάση.Ακόμα κι αν οι ανθρακωρύχοι σταματήσουν να χρησιμοποιούν υδράργυρο αμέσως, οι επιπτώσεις αυτού του ρύπου στα εδάφη μπορεί να διαρκέσουν για αιώνες, με τη δυνατότητα να αυξηθούν οι απώλειες από την αποψίλωση των δασών και τις δασικές πυρκαγιές61,62. Έτσι, η ρύπανση από υδράργυρο από ASGM μπορεί να έχει μακροχρόνια επιπτώσεις στη ζωή των άθικτων δασών που γειτνιάζουν με το ASGM, τρέχοντες και μελλοντικοί κίνδυνοι μέσω εκλύσεων υδραργύρου σε δάση παλαιάς ανάπτυξης με την υψηλότερη αξία διατήρησης.και επανενεργοποίηση για να μεγιστοποιηθεί το δυναμικό μόλυνσης. Το εύρημα μας ότι ο επίγειος ζώντος οργανισμός μπορεί να διατρέχει σημαντικό κίνδυνο μόλυνσης υδραργύρου από το ASGM θα πρέπει να δώσει περαιτέρω ώθηση για συνεχείς προσπάθειες μείωσης των εκλύσεων υδραργύρου από το ASGM. Αυτές οι προσπάθειες περιλαμβάνουν μια ποικιλία προσεγγίσεων, από σχετικά απλή δέσμευση υδραργύρου συστήματα απόσταξης σε πιο απαιτητικές οικονομικές και κοινωνικές επενδύσεις που θα επισημοποιήσουν τη δραστηριότητα και θα μειώσουν τα οικονομικά κίνητρα για παράνομο ASGM.
Έχουμε πέντε σταθμούς σε απόσταση 200 χλμ από τον ποταμό Madre de Dios. Επιλέξαμε τοποθεσίες δειγματοληψίας με βάση την εγγύτητά τους σε εντατική δραστηριότητα ASGM, περίπου 50 km μεταξύ κάθε τοποθεσίας δειγματοληψίας, προσβάσιμοι μέσω του ποταμού Madre de Dios (Εικ. 2Α). επιλέξαμε δύο τοποθεσίες χωρίς εξόρυξη (Boca Manu και Chilive, περίπου 100 και 50 χλμ. από το ASGM, αντίστοιχα), εφεξής αποκαλούμενες ως «απομακρυσμένες τοποθεσίες». δύο τοποθεσίες εξόρυξης σε δευτερεύον δάσος κοντά στις πόλεις Boca Colorado και Laberinto, και μία τοποθεσία εξόρυξης σε άθικτο πρωτογενές δάσος. Los Amigos Protection Concessions.Λάβετε υπόψη ότι στις περιοχές Boca Colorado και Laberinto σε αυτήν την περιοχή εξόρυξης, ατμοί υδραργύρου απελευθερώνονται από την καύση Το αμάλγαμα υδραργύρου-χρυσού είναι συχνό φαινόμενο, αλλά η ακριβής τοποθεσία και η ποσότητα είναι άγνωστα, καθώς αυτές οι δραστηριότητες είναι συχνά παράνομες και παράνομες.θα συνδυάσουμε την εξόρυξη και τον υδράργυρο Η καύση του κράματος αναφέρεται συλλογικά ως «δραστηριότητα ASGM». κάτω από στέγες δέντρων (δασικές περιοχές), εγκαταστήσαμε δειγματολήπτες ιζήματος σε πέντε τοποθεσίες και τον Ιανουάριο του 2019) για τη συλλογή υγρής εναπόθεσης (n = 3) και σταγόνα διείσδυσης (n = 4), αντίστοιχα. Δείγματα βροχόπτωσης συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια τεσσάρων εβδομάδων στο ξηρή περίοδο και δύο έως τρεις εβδομάδες στην περίοδο των βροχών. Κατά τη διάρκεια του δεύτερου έτους δειγματοληψίας ξηρής περιόδου (Ιούλιος και Αύγουστος 2019), εγκαταστήσαμε συλλέκτες (n = 4) σε έξι επιπλέον δασικές εκτάσεις στο Los Amigos για πέντε εβδομάδες, με βάση την υψηλά ποσοστά εναπόθεσης που μετρήθηκαν το πρώτο έτος, Υπάρχουν συνολικά 7 δασικές εκτάσεις και 1 οικόπεδο αποψίλωσης για το Los Amigos. Η απόσταση μεταξύ των οικοπέδων ήταν 0,1 έως 2,5 km. Συλλέξαμε ένα σημείο διαδρομής GPS ανά οικόπεδο χρησιμοποιώντας ένα φορητό Garmin GPS.
Αναπτύξαμε παθητικούς δειγματολήπτες αέρα για τον υδράργυρο σε καθεμία από τις πέντε τοποθεσίες μας κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου 2018 (Ιούλιος-Αύγουστος 2018) και της περιόδου των βροχών 2018 (Δεκέμβριος 2018-Ιανουάριος 2019) για δύο μήνες (PAS). Ένας δειγματολήπτης PAS αναπτύχθηκε ανά τοποθεσία κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου και δύο δειγματολήπτες PAS χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια της περιόδου των βροχών. Το PAS (αναπτύχθηκε από τους McLagan et al. 63) συλλέγει αέριο στοιχειακό υδράργυρο (GEM) με παθητική διάχυση και προσρόφηση σε έναν εμποτισμένο με θείο ροφητή άνθρακα (HGR-AC) μέσω ένα φράγμα διάχυσης Radiello©. Το φράγμα διάχυσης του PAS δρα ως φράγμα κατά της διέλευσης αέριων οργανικών ειδών υδραργύρου.Επομένως, μόνο το GEM προσροφάται στον άνθρακα 64. Χρησιμοποιήσαμε πλαστικούς δεσμούς καλωδίων για να συνδέσουμε το PAS σε ένα στύλο περίπου 1 m πάνω από το έδαφος. Όλοι οι δειγματολήπτες σφραγίστηκαν με παραφίλμ ή αποθηκεύτηκαν σε επανασφραγιζόμενες πλαστικές σακούλες διπλής στρώσης πριν και μετά την ανάπτυξη. συλλέχτηκε το τυφλό πεδίο και το τυφλό PAS ταξιδιού για την αξιολόγηση της μόλυνσης που εισήχθη κατά τη δειγματοληψία, την αποθήκευση πεδίου, την αποθήκευση στο εργαστήριο και τη μεταφορά δειγμάτων.
Κατά την ανάπτυξη και των πέντε τοποθεσιών δειγματοληψίας, τοποθετήσαμε τρεις συλλέκτες κατακρήμνισης για ανάλυση υδραργύρου και δύο συλλέκτες για άλλες χημικές αναλύσεις και τέσσερις συλλέκτες διέλευσης για ανάλυση υδραργύρου στην τοποθεσία αποψίλωσης των δασών.συλλέκτης και δύο συλλέκτες για άλλες χημικές αναλύσεις. Οι συλλέκτες απέχουν ένα μέτρο μεταξύ τους. Σημειώστε ότι, ενώ έχουμε έναν σταθερό αριθμό συλλεκτών εγκατεστημένων σε κάθε τοποθεσία, κατά τη διάρκεια ορισμένων περιόδων συλλογής έχουμε μικρότερα μεγέθη δειγμάτων λόγω πλημμύρας της τοποθεσίας, από τον άνθρωπο παρεμβολές με συλλέκτες και αστοχίες σύνδεσης μεταξύ σωλήνων και φιαλών συλλογής. Σε κάθε περιοχή δάσους και αποψίλωσης, ένας συλλέκτης για ανάλυση υδραργύρου περιείχε μια φιάλη 500 mL, ενώ η άλλη μια φιάλη 250 mL.Όλοι οι άλλοι συλλέκτες για χημική ανάλυση περιείχαν μια φιάλη 250 mL. Αυτά τα δείγματα διατηρήθηκαν στο ψυγείο μέχρι να μην καταψυχθούν, στη συνέχεια στάλθηκαν στις Ηνωμένες Πολιτείες στον πάγο και στη συνέχεια διατηρήθηκαν στην κατάψυξη μέχρι την ανάλυση. Ο συλλέκτης για ανάλυση υδραργύρου αποτελείται από ένα γυάλινο χωνί μέσω ενός νέου σωλήνα πολυμερούς μπλοκ στυρενίου-αιθυλενίου-βουταδιενίου-στυρενίου (C-Flex) με νέα φιάλη πολυαιθυλενίου τερεφθαλικού εστέρα συμπολυεστέρα γλυκόλης (PETG) με θηλιά που λειτουργεί ως ασφάλιση ατμών. Κατά την ανάπτυξη, όλες οι φιάλες PETG των 250 mL οξινίστηκαν με 1 mL υδροχλωρικού οξέος ιχνοστοιχείου (HCl) και όλες οι φιάλες PETG των 500 mL οξινίστηκαν με HCl ιχνοστοιχείου μετάλλου 2 mL. Ο συλλέκτης για άλλες χημικές αναλύσεις αποτελείται από μια πλαστική χοάνη συνδεδεμένη με μια φιάλη πολυαιθυλενίου μέσω νέας σωλήνωσης C-Flex με ένας βρόχος που λειτουργεί ως κλειδαριά ατμού.Όλες οι γυάλινες χοάνες, οι πλαστικές χοάνες και τα μπουκάλια πολυαιθυλενίου πλύθηκαν με οξύ πριν από την ανάπτυξη. Συλλέξαμε δείγματα χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο καθαρών χεριών-βρώμικων χεριών (Μέθοδος EPA 1669), διατηρήθηκαν όπωςκρύο όσο το δυνατόν μέχρι την επιστροφή στις Ηνωμένες Πολιτείες και στη συνέχεια αποθηκεύονται τα δείγματα στους 4°C μέχρι την ανάλυση. Προηγούμενες μελέτες που χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο έχουν δείξει 90-110% ανακτήσεις για εργαστηριακά κενά κάτω από το όριο ανίχνευσης και τυπικές αιχμές37.
Σε καθεμία από τις πέντε τοποθεσίες, συλλέξαμε φύλλα ως φύλλα θόλου, πιάσαμε δείγματα φύλλων, φρέσκα απορρίμματα και χύμα απορρίμματα χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο καθαρών χεριών-βρώμικων χεριών (Μέθοδος EPA 1669). Όλα τα δείγματα συλλέχθηκαν με άδεια συλλογής από την SERFOR , Περού, και εισήχθη στις Ηνωμένες Πολιτείες με άδεια εισαγωγής USDA. Συλλέξαμε φύλλα θόλου από δύο είδη δέντρων που βρέθηκαν σε όλες τις τοποθεσίες: ένα αναδυόμενο είδος δέντρου (Ficus insipida) και ένα μεσαίου μεγέθους δέντρο (Inga feuilleei). Συλλέξαμε φύλλα από στέγες δέντρων χρησιμοποιώντας τη σφεντόνα Notch Big Shot κατά την ξηρή περίοδο 2018, την περίοδο των βροχών 2018 και την ξηρή περίοδο του 2019 (n = 3 ανά είδος). Συλλέξαμε δείγματα αρπαγής φύλλων (n = 1) συλλέγοντας φύλλα από κάθε οικόπεδο από κλαδιά λιγότερο από 2 μέτρα πάνω από το έδαφος κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου 2018, της περιόδου των βροχών 2018 και της ξηρής περιόδου 2019. Το 2019, συλλέξαμε επίσης δείγματα αρπαγής φύλλων (n = 1) από 6 επιπλέον δασικές εκτάσεις στο Los Amigos. Συλλέξαμε φρέσκα απορρίμματα («χύμα απορρίμματα») σε πλαστικά καλάθια με επένδυση από πλέγμα(n = 5) κατά τη διάρκεια της περιόδου βροχών του 2018 και στις πέντε δασικές τοποθεσίες και κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου 2019 στο οικόπεδο Los Amigos (n = 5). Σημειώστε ότι ενώ εγκαταστήσαμε έναν σταθερό αριθμό καλαθιών σε κάθε τοποθεσία, κατά τη διάρκεια ορισμένων περιόδων συλλογής , το μέγεθος του δείγματός μας ήταν μικρότερο λόγω της πλημμύρας του χώρου και της ανθρώπινης παρέμβασης στους συλλέκτες. Όλα τα καλάθια απορριμμάτων τοποθετούνται σε απόσταση ενός μέτρου από τον συλλέκτη νερού. Συλλέξαμε χύμα απορρίμματα ως δείγματα εδάφους κατά την ξηρή περίοδο του 2018, την περίοδο των βροχών του 2018 και την ξηρή περίοδο του 2019. Κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου του 2019, συλλέξαμε επίσης μια μεγάλη ποσότητα απορριμμάτων σε όλα τα αγροτεμάχια μας στο Los Amigos. Ψύξαμε όλα τα δείγματα φύλλων μέχρι να καταψυχθούν χρησιμοποιώντας έναν καταψύκτη και στη συνέχεια αποστέλλονται στις ΗΠΑ με πάγο, και στη συνέχεια αποθηκεύεται κατεψυγμένο μέχρι την επεξεργασία.
Συλλέξαμε δείγματα εδάφους εις τριπλούν (n = 3) και από τις πέντε τοποθεσίες (ανοιχτές και με θόλο) και το οικόπεδο Los Amigos κατά την ξηρή περίοδο του 2019 και στα τρία εποχικά γεγονότα. Όλα τα δείγματα εδάφους συλλέχθηκαν σε απόσταση ενός μέτρου από τον συλλέκτη βροχόπτωσης. Εμείς συλλέξαμε δείγματα εδάφους ως επιφανειακό έδαφος κάτω από το στρώμα απορριμμάτων (0–5 cm) χρησιμοποιώντας δειγματολήπτη εδάφους. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου 2018, συλλέξαμε πυρήνες εδάφους βάθους έως και 45 cm και τους χωρίσαμε σε πέντε τμήματα βάθους. Στο Laberinto, μπορούσαμε Συλλέξτε μόνο ένα προφίλ εδάφους επειδή ο υδροφόρος ορίζοντας είναι κοντά στην επιφάνεια του εδάφους. Συλλέξαμε όλα τα δείγματα χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο καθαρών χεριών-βρώμικων χεριών (Μέθοδος EPA 1669). Ψύξαμε όλα τα δείγματα εδάφους μέχρι να καταψυχθούν χρησιμοποιώντας καταψύκτη και στη συνέχεια στείλαμε σε πάγο στις Ηνωμένες Πολιτείες και στη συνέχεια αποθηκεύεται κατεψυγμένο μέχρι την επεξεργασία.
Χρησιμοποιήστε φωλιές ομίχλης που ρυθμίζονται την αυγή και το σούρουπο για να πιάσετε πουλιά τις πιο δροσερές ώρες της ημέρας. Στο καταφύγιο Los Amigos, τοποθετήσαμε πέντε φωλιές ομίχλης (1,8 × 2,4) σε εννέα τοποθεσίες. Στο Cocha Cashu Bio Station, τοποθετήσαμε 8 έως 10 φωλιές ομίχλης (12 x 3,2 m) σε 19 τοποθεσίες. Και στις δύο τοποθεσίες, συλλέξαμε το πρώτο κεντρικό φτερό της ουράς κάθε πουλιού, ή αν όχι, το επόμενο παλαιότερο φτερό. Αποθηκεύουμε φτερά σε καθαρές σακούλες Ziploc ή φακέλους Manila με σιλικόνη. Συλλέξαμε φωτογραφικά αρχεία και μορφομετρικές μετρήσεις για την αναγνώριση ειδών σύμφωνα με τον Schulenberg65. Και οι δύο μελέτες υποστηρίχθηκαν από το SERFOR και την άδεια του Animal Research Council (IACUC). Όταν συγκρίνουμε τις συγκεντρώσεις Hg φτερών πτηνών, εξετάσαμε εκείνα τα είδη των οποίων τα φτερά συλλέχθηκαν στο Los Amigos Conservation Concession και τον Βιολογικό Σταθμό Cocha Cashu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Για να προσδιοριστεί ο δείκτης επιφάνειας φύλλων (LAI), συλλέχθηκαν δεδομένα lidar χρησιμοποιώντας το GatorEye Unmanned Aerial Laboratory, ένα μη επανδρωμένο εναέριο σύστημα σύντηξης αισθητήρων (βλ. www.gatoreye.org για λεπτομέρειες, επίσης διαθέσιμο χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο «2019 Peru Los Friends» Ιούνιος» ) 66. Το lidar συλλέχτηκε στο Los Amigos Conservation Conservation τον Ιούνιο του 2019, με υψόμετρο 80 m, ταχύτητα πτήσης 12 m/s και απόσταση 100 m μεταξύ παρακείμενων διαδρομών, οπότε το ποσοστό κάλυψης πλευρικής απόκλισης έφτασε τα 75 %.Η πυκνότητα των σημείων που κατανέμονται στο κατακόρυφο δασικό προφίλ υπερβαίνει τους 200 πόντους ανά τετραγωνικό μέτρο. Η περιοχή πτήσης επικαλύπτεται με όλες τις περιοχές δειγματοληψίας στο Los Amigos κατά την ξηρή περίοδο του 2019.
Ποσοτικοποιήσαμε τη συνολική συγκέντρωση Hg των GEM που συλλέγονται από το PAS με φασματοσκοπία θερμικής εκρόφησης, σύντηξης και ατομικής απορρόφησης (μέθοδος USEPA 7473) χρησιμοποιώντας ένα όργανο Hydra C (Teledyne, CV-AAS). Βαθμολογήσαμε το CV-AAS χρησιμοποιώντας το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων and Technology (NIST) Standard Reference Material 3133 (Hg standard διάλυμα, 10,004 mg g-1) με όριο ανίχνευσης 0,5 ng Hg. Πραγματοποιήσαμε επαλήθευση συνεχούς βαθμονόμησης (CCV) χρησιμοποιώντας NIST SRM 3133 και Πρότυπα Ποιοτικού Ελέγχου (QCS) χρησιμοποιώντας NIST 1632e (άσφαλτος άνθρακας, 135,1 mg g-1). Χωρίσαμε κάθε δείγμα σε διαφορετικό σκάφος, το τοποθετήσαμε ανάμεσα σε δύο λεπτές στρώσεις σκόνης ανθρακικού νατρίου (Na2CO3) και το καλύψαμε με ένα λεπτό στρώμα υδροξειδίου του αργιλίου (Al(OH) 3) πούδρα67. Μετρήσαμε τη συνολική περιεκτικότητα σε HGR-AC κάθε δείγματος για να αφαιρέσουμε τυχόν ανομοιογένεια στην κατανομή Hg στο ροφητή HGR-AC. Επομένως, υπολογίσαμε τη συγκέντρωση υδραργύρου για κάθε δείγμα με βάση το άθροισμα του συνολικού υδραργύρου που μετρήθηκε με κάθε σκάφος και τοολόκληρη η περιεκτικότητα σε ροφητικό HGR-AC στο PAS. Δεδομένου ότι συλλέχθηκε μόνο ένα δείγμα PAS από κάθε τοποθεσία για μετρήσεις συγκέντρωσης κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου 2018, ο ποιοτικός έλεγχος και η διασφάλιση της μεθόδου διεξήχθησαν ομαδοποιώντας δείγματα με κενά διαδικασίας παρακολούθησης, εσωτερικά πρότυπα και μήτρα -αντιστοιχισμένα κριτήρια.Κατά τη βροχερή περίοδο του 2018, επαναλάβαμε τις μετρήσεις των δειγμάτων PAS. Οι τιμές θεωρήθηκαν αποδεκτές όταν η σχετική ποσοστιαία διαφορά (RPD) των μετρήσεων προτύπων CCV και αντιστοιχισμένης μήτρας ήταν και οι δύο εντός 5% του αποδεκτού τιμή, και όλα τα διαδικαστικά κενά ήταν κάτω από το όριο ανίχνευσης (BDL). Διορθώσαμε τον συνολικό υδράργυρο που μετρήθηκε σε PAS χρησιμοποιώντας συγκεντρώσεις που προσδιορίστηκαν από κενά πεδίου και εξόδου (0,81 ± 0,18 ng g-1, n = 5). Υπολογίσαμε το GEM συγκεντρώσεις που χρησιμοποιούν τη συνολική μάζα του προσροφημένου υδραργύρου διορθωμένη με τυφλό διαιρούμενο με το χρόνο ανάπτυξης και τον ρυθμό δειγματοληψίας (ποσότητα αέρα για την απομάκρυνση του αερίου υδραργύρου ανά μονάδα χρόνου·0,135 m3 day-1)63,68, προσαρμοσμένο για τη θερμοκρασία και τον άνεμο από το World Weather Online Μετρήσεις μέσης θερμοκρασίας και ανέμου που ελήφθησαν για την περιοχή Madre de Dios68. Το τυπικό σφάλμα που αναφέρεται για τις μετρούμενες συγκεντρώσεις GEM βασίζεται στο σφάλμα ενός εξωτερικού προτύπου τρέξτε πριν και μετά το δείγμα.
Αναλύσαμε δείγματα νερού για ολική περιεκτικότητα σε υδράργυρο με οξείδωση με χλωριούχο βρώμιο για τουλάχιστον 24 ώρες, ακολουθούμενη από αναγωγή χλωριούχου κασσιτέρου και ανάλυση καθαρισμού και παγίδας, φασματοσκοπία ατομικού φθορισμού ψυχρού ατμού (CVAFS) και διαχωρισμό αερίου χρωματογραφίας (GC) (Μέθοδος EPA) 1631 του Tekran 2600 Automatic Total Mercury Analyzer, Rev. E). Πραγματοποιήσαμε CCV στα δείγματα ξηρής περιόδου 2018 χρησιμοποιώντας πιστοποιημένα πρότυπα υδατικού υδραργύρου Ultra Scientific (10 μg L-1) και αρχική επαλήθευση βαθμονόμησης (ICV) χρησιμοποιώντας πιστοποιημένο υλικό αναφοράς NIST 1641D (υδράργυρος στο νερό, 1,557 mg kg-1) ) με όριο ανίχνευσης 0,02 ng L-1. Για τα δείγματα υγρής περιόδου 2018 και ξηρής περιόδου 2019, χρησιμοποιήσαμε το πρότυπο ολικού υδραργύρου Brooks Rand Instruments (1,0 ng L−1 ) για βαθμονόμηση και CCV και το πολυστοιχείο SPEX Centriprep επαγωγικά συζευγμένης φασματομετρίας μάζας (ICP-MS) για διάλυμα ICV πρότυπο 2 A με όριο ανίχνευσης 0,5 ng L-1. Όλα τα πρότυπα ανακτήθηκαν εντός 15% των αποδεκτών τιμών.Τα κενά d, τα κενά πέψης και τα αναλυτικά κενά είναι όλα BDL.
Ξηράναμε με ψύξη δείγματα εδάφους και φύλλων για πέντε ημέρες. Ομογενοποιήσαμε τα δείγματα και τα αναλύσαμε για συνολικό υδράργυρο με θερμική αποσύνθεση, καταλυτική αναγωγή, σύντηξη, εκρόφηση και φασματοσκοπία ατομικής απορρόφησης (μέθοδος EPA 7473) σε Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA -80). Για τα δείγματα ξηρής περιόδου 2018, πραγματοποιήσαμε δοκιμές DMA-80 χρησιμοποιώντας NIST 1633c (ιπτάμενη τέφρα, 1005 ng g-1) και πιστοποιημένο από το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά υλικό αναφοράς MESS-3 (θαλάσσιο ίζημα, 91 ng g -1).Βαθμονόμηση.Χρησιμοποιήσαμε NIST 1633c για CCV και MS και MESS-3 για QCS με όριο ανίχνευσης 0,2 ng Hg. Για τα δείγματα υγρής περιόδου 2018 και ξηρής περιόδου 2019, βαθμονομήσαμε το DMA-80 χρησιμοποιώντας το Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1,0 ng L−1). Χρησιμοποιήσαμε NIST Standard Reference Material 2709a (έδαφος San Joaquin, 1100 ng g-1) για CCV και MS και DORM-4 (πρωτεΐνη ψαριού, 410 ng g-1) για QCS με όριο ανίχνευσης 0,5 ng Hg. Για όλες τις εποχές, αναλύσαμε όλα τα δείγματα εις διπλούν και αποδεκτές τιμές όταν το RPD μεταξύ των δύο δειγμάτων ήταν εντός 10%. Οι μέσες ανακτήσεις για όλα τα πρότυπα και οι αιχμές μήτρας ήταν εντός του 10% των αποδεκτών τιμών και όλα τα κενά ήταν BDL. Όλες οι αναφερόμενες συγκεντρώσεις είναι ξηρού βάρους.
Αναλύσαμε μεθυλυδράργυρο σε δείγματα νερού και από τις τρεις εποχιακές δραστηριότητες, δείγματα φύλλων από την ξηρή περίοδο του 2018 και δείγματα εδάφους και από τις τρεις εποχιακές δραστηριότητες. Εξάγαμε δείγματα νερού με θειικό οξύ για τουλάχιστον 24 ώρες, 69 χωνεμένα φύλλα με 2 % υδροξείδιο του καλίου σε μεθανόλη για τουλάχιστον 48 ώρες στους 55°C για τουλάχιστον 70 ώρες, και χωνεμένο χώμα σε φούρνο μικροκυμάτων με ίχνος μετάλλου HNO3 οξύ71,72.Αναλύσαμε τα δείγματα ξηρής περιόδου του 2018 με αιθυλίωση νερού χρησιμοποιώντας τετρααιθυλβορικό νάτριο, καθαρισμό και παγίδα και CVAFS σε φασματόμετρο Tekran 2500 (μέθοδος EPA 1630). Χρησιμοποιήσαμε διαπιστευμένα από την Frontier Geosciences εργαστηριακά πρότυπα MeHg και QCS ιζήματος χρησιμοποιώντας ERM CC580 για calibration και CC580 ένα όριο ανίχνευσης μεθόδου 0,2 ng L-1. Αναλύσαμε τα δείγματα ξηρής περιόδου 2019 χρησιμοποιώντας τετρααιθυλβορικό νάτριο για αιθυλίωση νερού, καθαρισμό και παγίδευση, CVAFS, GC και ICP-MS σε Agilent 770 (μέθοδος EPA 1630)73. Χρησιμοποιήσαμε Πρότυπα μεθυλυδραργύρου Brooks Rand Instruments (1 ng L−1) για βαθμονόμηση και CCV με όριο ανίχνευσης μεθόδου 1 pg. Όλα τα πρότυπα ανακτήθηκαν εντός 15% των αποδεκτών τιμών για όλες τις εποχές και όλα τα κενά ήταν BDL.
Στο Εργαστήριο Τοξικολογίας του Ινστιτούτου Βιοποικιλότητας (Πόρτλαντ, Μέιν, ΗΠΑ), το όριο ανίχνευσης της μεθόδου ήταν 0,001 μg g-1. Βαθμολογήσαμε το DMA-80 χρησιμοποιώντας DOLT-5 (συκώτι σκυλόψαρου, 0,44 μg g-1), CE-464 (5,24 μg g-1) και NIST 2710a (έδαφος Montana, 9,888 μg g-1) .Χρησιμοποιούμε DOLT-5 και CE-464 για CCV και QCS. Οι μέσες ανακτήσεις για όλα τα πρότυπα ήταν εντός του 5% των αποδεκτών τιμών και όλα τα κενά ήταν BDL. Όλα τα αντίγραφα ήταν εντός 15% RPD. Όλες οι αναφερόμενες ολικές συγκεντρώσεις υδραργύρου φτερών είναι φρέσκου βάρους (fw).
Χρησιμοποιούμε φίλτρα μεμβράνης 0,45 μm για να φιλτράρουμε δείγματα νερού για πρόσθετη χημική ανάλυση. Αναλύσαμε δείγματα νερού για ανιόντα (χλωριούχο, νιτρικό, θειικό) και κατιόντα (ασβέστιο, μαγνήσιο, κάλιο, νάτριο) με χρωματογραφία ιόντων (μέθοδος EPA 4110B) [USEPA, 2017a] με χρήση χρωματογράφου ιόντων Dionex ICS 2000. Όλα τα πρότυπα ανακτήθηκαν εντός του 10% των αποδεκτών τιμών και όλα τα κενά ήταν BDL. Χρησιμοποιούμε το Thermofisher X-Series II για να αναλύσουμε ιχνοστοιχεία σε δείγματα νερού με επαγωγική σύζευξη φασματομετρίας μάζας πλάσματος. Τα πρότυπα βαθμονόμησης παρασκευάστηκαν με σειριακή αραίωση του πιστοποιημένου προτύπου νερού NIST 1643f. Όλο το κενό διάστημα είναι BDL.
Όλες οι ροές και οι δεξαμενές που αναφέρονται στο κείμενο και τα σχήματα χρησιμοποιούν μέσες τιμές συγκέντρωσης για τις ξηρές και βροχερές περιόδους. Βλ. ξηρές και βροχερές εποχές. Υπολογίσαμε τις δασικές ροές υδραργύρου από την Παραχώρηση Διατήρησης Los Amigos ως αθροιστική εισροή υδραργύρου μέσω σταγόνας και απορριμμάτων. Υπολογίσαμε τις ροές Hg από την αποψίλωση των δασών από τη μαζική βροχόπτωση απόθεση Hg. Χρησιμοποιώντας ημερήσιες μετρήσεις βροχόπτωσης από το Los Amigos (συλλέγονται ως μέρος του EBLA και διατίθεται από την ACCA κατόπιν αιτήματος), υπολογίσαμε τη μέση σωρευτική ετήσια βροχόπτωση την τελευταία δεκαετία (2009-2018) να είναι περίπου 2500 mm ετησίως-1 . Σημειώστε ότι το ημερολογιακό έτος 2018, η ετήσια βροχόπτωση είναι κοντά σε αυτόν τον μέσο όρο ( 2468mm), ενώ οι πιο υγροί μήνες (Ιανουάριος, Φεβρουάριος και Δεκέμβριος) αντιπροσωπεύουν περίπου το ήμισυ της ετήσιας βροχόπτωσης (1288mm από 2468mm).Επομένως, χρησιμοποιούμε τον μέσο όρο των συγκεντρώσεων υγρής και ξηρής περιόδου σε όλους τους υπολογισμούς ροής και δεξαμενής. Αυτό μας επιτρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη όχι μόνο τη διαφορά στη βροχόπτωση μεταξύ υγρής και ξηρής περιόδου, αλλά και τη διαφορά στα επίπεδα δραστηριότητας ASGM μεταξύ αυτών των δύο εποχών. Οι βιβλιογραφικές τιμές των αναφερόμενων ετήσιων ροών υδραργύρου από τροπικά δάση ποικίλλουν μεταξύ των αυξανόμενων συγκεντρώσεων υδραργύρου από ξηρές και βροχερές περιόδους ή μόνο από ξηρές περιόδους, όταν συγκρίνουμε τις υπολογιζόμενες ροές μας με τις τιμές της βιβλιογραφίας, συγκρίνουμε απευθείας τις υπολογιζόμενες ροές υδραργύρου, ενώ μια άλλη μελέτη έλαβε δείγματα τόσο στην ξηρή όσο και στην υγρή περίοδο, και επανεκτίμησε τις ροές μας χρησιμοποιώντας μόνο τις συγκεντρώσεις υδραργύρου ξηρής περιόδου όταν μια άλλη μελέτη έλαβε δείγματα μόνο την ξηρή περίοδο (π.χ. 74).
Για να προσδιορίσουμε την ετήσια συνολική περιεκτικότητα σε υδράργυρο σε όλη τη βροχόπτωση, τη μαζική βροχόπτωση και τα απορρίμματα στο Los Amigos, χρησιμοποιήσαμε τη διαφορά μεταξύ της ξηρής περιόδου (μέσος όρος όλων των τοποθεσιών στο Los Amigos το 2018 και 2019) και της περιόδου των βροχών (μέσος όρος 2018) του μέσου όρου συνόλου συγκέντρωση υδραργύρου. Για τις συνολικές συγκεντρώσεις υδραργύρου σε άλλες τοποθεσίες, χρησιμοποιήθηκαν οι μέσες συγκεντρώσεις μεταξύ της ξηρής περιόδου του 2018 και της περιόδου των βροχών του 2018. Για τα φορτία μεθυλυδράργυρου, χρησιμοποιήσαμε δεδομένα από την ξηρή περίοδο του 2018, τη μοναδική χρονιά για την οποία μετρήθηκε ο μεθυλυδράργυρος. Για να υπολογίσουμε τις ροές υδραργύρου απορριμμάτων, χρησιμοποιήσαμε βιβλιογραφικές εκτιμήσεις των ποσοστών απορριμμάτων και των συγκεντρώσεων υδραργύρου που συλλέγονται από φύλλα σε καλάθια σκουπιδιών στα 417 g m-2 έτος-1 στον Περουβιανό Αμαζόνιο. χρησιμοποιήσαμε τις μετρηθείσες συγκεντρώσεις ολικού εδάφους Hg (2018 και 2019 ξηρές εποχές, περίοδος βροχών 2018) και τις συγκεντρώσεις MeHg στην ξηρή περίοδο του 2018, με εκτιμώμενη χύδην πυκνότητα 1,25 g cm-3 στον βραζιλιάνικο Αμαζόνιο75. Μπορούμε μόνο να πεκτελέστε αυτούς τους υπολογισμούς προϋπολογισμού στην κύρια τοποθεσία μελέτης μας, το Los Amigos, όπου είναι διαθέσιμα σύνολα δεδομένων μακροπρόθεσμων βροχοπτώσεων και όπου η πλήρης δασική δομή επιτρέπει τη χρήση εκτιμήσεων απορριμμάτων που έχουν συλλεχθεί προηγουμένως.
Επεξεργαζόμαστε τις γραμμές πτήσης lidar χρησιμοποιώντας τη ροή εργασιών μεταεπεξεργασίας πολλαπλών κλιμάκων GatorEye, η οποία υπολογίζει αυτόματα καθαρά συγχωνευμένα προϊόντα cloud και raster, συμπεριλαμβανομένων ψηφιακών μοντέλων υψομέτρου (DEMs) σε ανάλυση 0,5 × 0,5 m. Χρησιμοποιήσαμε DEM και καθαρισμένα σύννεφα σημείων lidar (WGS-84, UTM 19S Meters) ως είσοδος στη ροή εργασίας GatorEye Leaf Area Density (G-LAD), η οποία υπολογίζει βαθμονομημένες εκτιμήσεις επιφάνειας φύλλων για κάθε voxel (m3) (m2) σε όλο το έδαφος στην κορυφή του θόλου με ανάλυση 1 × 1 × 1 m, και το προκύπτον LAI (άθροισμα LAD σε κάθε κατακόρυφη στήλη 1 × 1 m). Στη συνέχεια εξάγεται η τιμή LAI κάθε σημειωμένου σημείου GPS.
Πραγματοποιήσαμε όλες τις στατιστικές αναλύσεις χρησιμοποιώντας το στατιστικό λογισμικό R έκδοσης 3.6.176 και όλες τις απεικονίσεις χρησιμοποιώντας το ggplot2. Πραγματοποιήσαμε στατιστικές δοκιμές χρησιμοποιώντας άλφα 0,05. Η σχέση μεταξύ δύο ποσοτικών μεταβλητών αξιολογήθηκε με χρήση συνήθους παλινδρόμησης ελαχίστων τετραγώνων. Πραγματοποιήσαμε συγκρίσεις μεταξύ τοποθεσιών χρησιμοποιώντας το μη παραμετρική δοκιμή Kruskal και κατά ζεύγη δοκιμή Wilcox.
Όλα τα δεδομένα που περιλαμβάνονται σε αυτό το χειρόγραφο μπορούν να βρεθούν στις Συμπληρωματικές Πληροφορίες και τα σχετικά αρχεία δεδομένων. Η Conservación Amazónica (ACCA) παρέχει δεδομένα βροχοπτώσεων κατόπιν αιτήματος.
Natural Resources Defense Council.Artisanal Gold: Opportunities for Responsible Investment – Summary.Investing in Artisanal Gold Summary v8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/investing-artisanal-gold-summary.pdf (2016).
Asner, GP & Tupayachi, R. Επιταχυνόμενη απώλεια προστατευόμενων δασών λόγω εξόρυξης χρυσού στον περουβιανό Amazon.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017).
Espejo, JC et al. Αποψίλωση και υποβάθμιση των δασών από την εξόρυξη χρυσού στον Περουβιανό Αμαζόνιο: μια προοπτική 34 ετών. Remote Sensing 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. et al. Η επέκταση των τεχνητών λιμνών επιδεινώνει τη ρύπανση από υδράργυρο από την εξόρυξη χρυσού.science.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Αυξημένα επίπεδα νερού και εποχιακές αναστροφές αιωρούμενων ιζημάτων ποταμών σε εστίες τροπικής βιοποικιλότητας λόγω βιοτεχνικής εξόρυξης χρυσού.
Abe, CA et al. Μοντελοποίηση των επιπτώσεων της αλλαγής κάλυψης γης στις συγκεντρώσεις ιζημάτων στη λεκάνη εξόρυξης χρυσού του Αμαζονίου.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-24-2022