Vă mulțumim că vizitați Nature.com.Versiunea de browser pe care o utilizați are suport limitat pentru CSS. Pentru cea mai bună experiență, vă recomandăm să utilizați un browser actualizat (sau să dezactivați modul de compatibilitate în Internet Explorer). Între timp, pentru a vă asigura suport continuu, vom afișa site-ul fără stiluri și JavaScript.
Emisiile de mercur provenite din exploatarea aurului artizanal și la scară mică din emisfera sudică depășesc arderea cărbunelui ca cea mai mare sursă de mercur din lume. Examinăm depunerea și stocarea mercurului în Amazonul peruan, puternic afectat de exploatarea aurului artizanal. Pădurile intacte din Amazonul peruan de lângă Minele de aur au primit aporturi extrem de mari de mercur, cu total și metilmercur ridicat în atmosferă, frunze de copac și sol. Aici, arătăm pentru prima dată că copacurile pădurii intacte din apropierea minelor de aur artizanale interceptează cantități mari de particule și de mercur gazos la rate proporționale. la suprafața totală a frunzelor. Documentăm acumularea substanțială de mercur în sol, biomasă și păsările cântătoare rezidente în unele dintre cele mai protejate și bogate în biodiversitate regiuni ale Amazonului, ridicând întrebări importante despre modul în care poluarea cu mercur constrânge eforturile moderne și viitoare de conservare în aceste ecosisteme tropicale. .
O provocare din ce în ce mai mare pentru ecosistemele pădurilor tropicale este extracția de aur artizanală și la scară mică (ASGM). Această formă de extragere a aurului are loc în peste 70 de țări, adesea informal sau ilegal, și reprezintă aproximativ 20% din producția mondială de aur1. În timp ce ASGM este un mijloc de trai important pentru comunitățile locale, are ca rezultat defrișarea pe scară largă2,3, conversia extinsă a pădurilor în iazuri4, conținut ridicat de sedimente în râurile din apropiere5,6 și contribuie major la atmosfera globală Eliberarea de emisii de mercur (Hg) și cea mai mare surse de mercur de apă dulce 7. Multe situri ASGM intensificate sunt situate în punctele fierbinți ale biodiversității globale, ceea ce duce la pierderea diversității8, pierderea speciilor sensibile9 și a prădătorilor umani10,11,12 și de vârf13, 14 expunere ridicată la mercur. Se estimează că 675–1000 de tone de mercur Hg yr-1 este volatilizat și eliberat în atmosfera globală din operațiunile ASGM anual7. Utilizarea unor cantități mari de mercur de către extracția de aur artizanală și la scară mică a schimbat sursele majorea emisiilor atmosferice de mercur din nordul global spre sudul global, cu implicații pentru soarta mercurului, modelele de transport și expunere. Cu toate acestea, se cunosc puține despre soarta acestor emisii de mercur atmosferic și despre modelele lor de depunere și acumulare în peisajele influențate de ASGM.
Convenția internațională de la Minamata privind mercurul a intrat în vigoare în 2017, iar articolul 7 se referă în mod specific la emisiile de mercur din exploatarea aurului artizanal și la scară mică. În ASGM, mercurul elementar lichid este adăugat în sedimente sau minereu pentru a separa aurul. Amalgamul este apoi încălzit, concentrarea aurului și eliberarea de mercur elementar gazos (GEM; Hg0) în atmosferă. Acest lucru se întâmplă în ciuda eforturilor depuse de grupuri precum Programul Națiunilor Unite pentru Mediu (UNEP), Parteneriatul Global pentru Mercur, Organizația Națiunilor Unite pentru Dezvoltare Industrială (UNIDO) și ONG-urile de a încuraja minerilor să reducă emisiile de mercur. În momentul scrierii acestui articol, în 2021, 132 de țări, inclusiv Peru, au semnat Convenția de la Minamata și au început să elaboreze planuri naționale de acțiune pentru a aborda în mod specific reducerea emisiilor de mercur legate de ASGM. să fie incluzivă, durabilă și holistică, luând în considerare factorii socioeconomici și pericolele de mediu15,16,17,18.Planurile actuale de abordare a consecințelor mercurului în mediu se concentrează pe riscurile legate de mercur asociate cu exploatarea aurului artizanal și la scară mică în apropierea ecosistemelor acvatice, implicând mineri și oameni care trăiesc în apropierea arderii amalgamului și comunități care consumă cantități mari de pești răpitori. Expunerea la mercur la locul de muncă prin inhalarea vaporilor de mercur din arderea amalgamului, expunerea alimentară la mercur prin consumul de pește și bioacumularea mercurului în rețelele trofice acvatice au fost în centrul celor mai multe cercetări științifice legate de ASGM, inclusiv în Amazon.Studii anterioare (de exemplu, vezi Lodenius și Malm19).
Ecosistemele terestre sunt, de asemenea, expuse riscului de expunere la mercur de la ASGM. Hg atmosferic eliberat de ASGM ca GEM se poate întoarce în peisajul terestru prin trei căi principale20 (Fig. 1): GEM poate fi adsorbit de particulele din atmosferă, care sunt apoi interceptate de către suprafete;GEM poate fi absorbit direct de plante și încorporat în țesuturile lor;în cele din urmă, GEM poate fi oxidat la specii de Hg(II), care pot fi depozitate uscate, adsorbite în particulele atmosferice sau antrenate în apa de ploaie. Aceste căi furnizează mercur solului prin apă de cădere (adică, precipitații peste coronamentul copacilor), așternut și precipitații, respectiv. Depunerea umedă poate fi determinată de fluxurile de mercur din sedimentele colectate în spații deschise. Depunerea uscată poate fi determinată ca suma dintre fluxul de mercur din gunoi și fluxul de mercur din toamnă minus fluxul de mercur din precipitații. Un număr de studii au documentat îmbogățirea cu mercur în ecosistemele terestre și acvatice în imediata apropiere a activității ASGM (a se vedea, de exemplu, tabelul rezumat din Gerson și colab. 22), probabil ca rezultat atât al aportului sedimentar de mercur, cât și al eliberării directe de mercur. Cu toate acestea, în timp ce creșterea îmbunătățită depunerea de mercur în apropierea ASGM se poate datora arderii amalgamului de mercur-aur, nu este clar cum este transportat acest Hg în peisajul regional și importanța relativă a diferitelor depuneritoate căile din apropierea ASGM.
Mercurul emis ca mercur elementar gazos (GEM; Hg0) poate fi depus în peisaj prin trei căi atmosferice. În primul rând, GEM poate fi oxidat la Hg ionic (Hg2+), care poate fi antrenat în picături de apă și depus pe suprafețele frunzelor sub formă umedă sau depozite uscate. În al doilea rând, GEM-urile pot adsorbi particulele atmosferice (Hgp), care sunt interceptate de frunziș și spălate în peisaj prin cascade, împreună cu Hg ionic interceptat. În al treilea rând, GEM-urile pot fi absorbite în țesutul frunzelor, în timp ce Hg este depus în peisajul ca așternut. Împreună cu căderea apei și a gunoiului este considerată o estimare a depunerilor totale de mercur. Deși GEM poate difuza și adsorbi direct în sol și deșeuri77, aceasta poate să nu fie calea principală de intrare a mercurului în ecosistemele terestre.
Ne așteptăm ca concentrațiile de mercur elementar gazos să scadă odată cu distanța față de sursele de emisie de mercur. Deoarece două dintre cele trei căi de depunere a mercurului în peisaje (prin cădere și așternut) depind de interacțiunile mercurului cu suprafețele plantelor, putem, de asemenea, prezice viteza cu care mercurul este prezent. depuse în ecosisteme și cât de grav este pentru animale Riscul de impact este determinat de structura vegetației, așa cum arată observațiile din pădurile boreale și temperate din latitudinile nordice23. Cu toate acestea, recunoaștem, de asemenea, că activitatea ASGM are loc frecvent la tropice, unde structura coronamentului și abundența relativă a suprafeței de frunze expuse variază foarte mult. Importanța relativă a căilor de depunere a mercurului în aceste ecosisteme nu a fost cuantificată clar, în special pentru pădurile din apropierea surselor de emisie de mercur, a căror intensitate este rar observată în pădurile boreale. Prin urmare, în acest studiu, punem următoarele întrebări: (1) Cum se realizează concentrațiile de mercur elementar gazos șicăile de depunere variază în funcție de apropierea ASGM și de indicele suprafeței frunzelor din coronamentul regional?(2) Depozitarea mercurului din sol este legată de aporturile atmosferice?(3) Există dovezi ale bioacumulării crescute de mercur la păsările cântătoare care locuiesc în pădure în apropiere de ASGM? Acest studiu este primul care a examinat depunerile de mercur în apropierea activității ASGM și modul în care acoperirea copacului se corelează cu aceste modele și primul care a măsurat concentrațiile de metilmercur (MeHg) în peisajul Amazonului peruan. Am măsurat GEM în atmosferă și precipitațiile totale, penetrarea, totalul mercur și metilmercur în frunze, așternut și sol în păduri și habitate defrișate de-a lungul unei porțiuni de 200 de kilometri a râului Madre de Dios din sud-estul Peruului. Am emis ipoteza că apropierea de ASGM și orașele miniere care ard amalgam Hg-aur ar fi cea mai importantă. Factorii care determină concentrațiile atmosferice de Hg (GEM) și depunerea umedă de Hg (precipitații mari). Deoarece depunerea uscată de mercur (penetrare + gunoi) este legată de tree structura copacului,21,24 ne așteptăm, de asemenea, ca zonele împădurite să aibă aporturi de mercur mai mari decât zonele defrișate adiacente, ceea ce, având în vedere indicele mare al suprafeței frunzelor și potențialul de captare a mercurului, un punct este deosebit de îngrijorător. Pădurea Amazonului intactă. locuința în pădurile din apropierea orașelor miniere avea niveluri mai mari de mercur decât fauna care trăia departe de zonele miniere.
Investigațiile noastre au avut loc în provincia Madre de Dios din sud-estul Amazonului peruan, unde mai mult de 100.000 de hectare de pădure au fost defrișate pentru a forma ASGM3 aluvionar adiacent și uneori în interiorul terenurilor protejate și rezervelor naționale. Aur artizanal și la scară mică. exploatarea mineritului de-a lungul râurilor din această regiune vestică a Amazonului a crescut dramatic în ultimul deceniu25 și este de așteptat să crească odată cu prețurile ridicate ale aurului și creșterea conexiunii la centrele urbane prin autostrăzi transoceanice Activitățile vor continua 3. Am selectat două situri fără minerit (Boca Manu și Chilive). , la aproximativ 100 și, respectiv, 50 km de ASGM) – denumite în continuare „situri îndepărtate” – și trei situri din zona minieră – denumite în continuare sit minier „situri îndepărtate” (Fig. 2A). Două dintre zonele miniere siturile sunt situate în pădure secundară în apropierea orașelor Boca Colorado și La Bellinto, iar un sit minier este situat într-o pădure veche intactă din Los Amigos Conservation Concesionare.De remarcat că la minele Boca Colorado și Laberinto ale minei, vaporii de mercur eliberați din arderea amalgamului de mercur-aur apar frecvent, dar locația exactă și cantitatea sunt necunoscute deoarece aceste activități sunt adesea informale și clandestine;vom combina minerit și mercur Arderea aliajelor este denumită în mod colectiv „activitate ASGM”. La fiecare amplasament, am instalat probe de sedimente atât în sezonul uscat, cât și în cel ploios, în poieni (zone de defrișare complet lipsite de plante lemnoase) și sub copac (pădure). zone) pentru un total de trei evenimente sezoniere (fiecare cu o durată de 1-2 luni) ) Depunerea umedă și picătura de penetrare au fost colectate separat, iar probe de aer pasive au fost desfășurate în spațiul deschis pentru a colecta GEM. În anul următor, pe baza depunerilor mari rate măsurate în primul an, am instalat colectoare pe șase terenuri forestiere suplimentare în Los Amigos.
Hărțile celor cinci puncte de eșantionare sunt prezentate sub formă de cercuri galbene. Două situri (Boca Manu, Chilive) sunt situate în zone departe de exploatarea aurului artizanal, iar trei situri (Los Amigos, Boca Colorado și Laberinto) sunt situate în zone afectate de minerit. , cu orașele miniere prezentate ca triunghiuri albastre. Ilustrația arată o zonă tipică îndepărtată împădurită și defrișată afectată de minerit. În toate figurile, linia întreruptă reprezintă linia de separare dintre cele două situri îndepărtate (stânga) și cele trei situri afectate de minerit ( dreapta).B Concentrațiile de mercur elementar gazos (GEM) la fiecare amplasament în sezonul uscat 2018 (n = 1 probă independentă per sit; simboluri pătrate) și sezonul umed (n = 2 probe independente; simboluri pătrate) anotimpurile.C Concentrațiile totale de mercur în precipitațiile colectate în zonele forestiere (green boxplot) și defrișări (brown boxplot) în timpul sezonului uscat al anului 2018. Pentru toate boxplot-urile, liniile reprezintă mediane, casetele arată Q1 și Q3, mustații reprezintă de 1,5 ori intervalul interquartil (n =5 probe independente per loc de pădure, n = 4 probe independente per eșantion de sit de defrișare).D Concentrațiile totale de mercur în frunzele colectate din coronamentul Ficus insipida și Inga feuillei în timpul sezonului uscat în 2018 (axa stângă;simboluri pătrate verde închis și, respectiv, triunghi verde deschis) și din așternutul în vrac de pe sol (axa dreaptă; simboluri cerc verde măsline). Valorile sunt afișate ca medie și abatere standard (n = 3 eșantioane independente pe loc pentru frunzele vii, n = 1 probă independentă pentru așternut).E Concentrațiile totale de mercur în sol vegetal (top 0-5 cm) colectate în zonele de pădure (green boxplot) și defrișări (brown boxplot) în timpul sezonului uscat al anului 2018 (n = 3 probe independente per sit ).Datele pentru alte anotimpuri sunt prezentate în Figura 1.S1 și S2.
Concentrațiile atmosferice de mercur (GEM) au fost în conformitate cu previziunile noastre, cu valori ridicate în jurul activității ASGM — în special în jurul orașelor care ard amalgam Hg-aur — și valori scăzute în zonele departe de zonele miniere active (Fig. 2B). zonele îndepărtate, concentrațiile de GEM sunt sub concentrația medie globală de fond în emisfera sudică de aproximativ 1 ng m-326. În schimb, concentrațiile de GEM în toate cele trei mine au fost de 2-14 ori mai mari decât în minele îndepărtate și concentrațiile din minele din apropiere ( până la 10,9 ng m-3) au fost comparabile cu cele din zonele urbane și urbane și uneori le-au depășit pe cele din SUA, zonele industriale din China și Coreea 27. Acest model GEM din Madre de Dios este în concordanță cu arderea amalgamului de mercur-aur ca principala sursă de mercur atmosferic ridicat în această regiune îndepărtată a Amazonului.
În timp ce concentrațiile de GEM din poieni au urmărit apropierea de minerit, concentrațiile totale de mercur din cascadele care pătrundeau depind de apropierea de minerit și de structura acoperișului pădurii. Acest model sugerează că concentrațiile de GEM singure nu prezic unde va fi depus un nivel ridicat de mercur în peisaj. Am măsurat cel mai mare nivel de mercur. concentrațiile de mercur în pădurile mature intacte din zona minieră (Fig. 2C). Los Amigos Conservation Conservation a avut cele mai mari concentrații medii de mercur total în sezonul uscat (interval: 18-61 ng L-1) raportate în literatură și a fost comparabilă la nivelurile măsurate la locurile contaminate de exploatarea cinabrului și arderea industrială a cărbunelui.Diferență, 28 în Guizhou, China. Din cunoștințele noastre, aceste valori reprezintă fluxurile maxime anuale de mercur calculate folosind concentrațiile de mercur din sezonul uscat și umed și ratele de precipitații (71 µg m-2 an-1; Tabelul suplimentar 1). Celelalte două situri miniere nu au avut niveluri ridicate de mercur total în comparație cu siturile îndepărtate (interval: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 an-1). Cu excepția Hg, numai aluminiu și manganul a avut debite crescute în zona minieră, probabil din cauza defrișărilor terenurilor legate de minerit;toate celelalte elemente majore și oligoelemente măsurate nu au variat între minerit și zonele îndepărtate (Fișier de date suplimentare 1), o constatare în concordanță cu dinamica mercurului din frunze 29 și arderea amalgamului ASGM, mai degrabă decât praful din aer, ca sursă principală de mercur în căderea pătrunsă. .
Pe lângă faptul că servesc drept adsorbanți pentru particulele și mercurul gazos, frunzele plantelor pot absorbi și integra direct GEM în țesuturi30,31. De fapt, în locurile apropiate activității ASGM, gunoiul este o sursă majoră de depunere de mercur. –0,22 µg g−1) măsurat în frunzele vii de copac din toate cele trei situri miniere a depășit valorile publicate pentru pădurile temperate, boreale și alpine din America de Nord, Europa și Asia, precum și alte păduri amazoniene din America de Sud, situat în America de Sud.Zone îndepărtate și surse punctuale apropiate 32, 33, 34. Concentrațiile sunt comparabile cu cele raportate pentru mercurul foliar în pădurile mixte subtropicale din China și pădurile atlantice din Brazilia (Fig. 2D)32,33,34.Urmând modelul GEM, cea mai mare concentrațiile totale de mercur în așternutul în vrac și frunzele copacului au fost măsurate în pădurile secundare din zona minieră. Cu toate acestea, fluxurile estimate de mercur deșeuri au fost cele mai mari în pădurea primară intactă de la mina Los Amigos, probabil din cauza masei mai mari de deșeuri. Am înmulțit cel anterior. a raportat Amazonul peruvian 35 prin Hg măsurat în așternut (media între anotimpurile umede și uscate) (Fig. 3A). Această intrare sugerează că apropierea de zonele miniere și acoperirea copacilor contribuie semnificativ la încărcările de mercur din ASGM din această regiune.
Datele sunt afișate în pădurea A și zona de defrișare B. Zonele defrișate din Los Amigos sunt poieni de stație de câmp care alcătuiesc o mică parte din terenul total. Fluxurile sunt afișate cu săgeți și exprimate în µg m-2 an-1. Pentru deasupra 0-5 cm de sol, bazinele sunt prezentate sub formă de cercuri și exprimate în μg m-2.Procentul reprezintă procentul de mercur prezent în bazin sau flux sub formă de metilmercur.Concentrații medii între anotimpurile secetoase (2018 și 2019) și anotimpurile ploioase (2018) pentru mercurul total prin precipitații, precipitații în vrac și deșeuri, pentru estimări extinse ale încărcăturilor de mercur. Datele despre metilmercur se bazează pe sezonul uscat 2018, singurul an pentru care a fost măsurat. Vezi „Metode” pentru informații despre calculele de punere în comun și de flux.C Relația dintre concentrația totală de mercur și indicele suprafeței frunzelor în opt parcele din Los Amigos Conservation Conservation, pe baza regresiei obișnuite cu cele mai mici pătrate.D Relația dintre concentrația totală de mercur în precipitații și totConcentrația de mercur la suprafața solului pentru toate cele cinci situri din regiunile forestiere (cercuri verzi) și defrișări (triunghiuri maro), conform regresiei obișnuite cu cele mai mici pătrate (barele de eroare arată deviația standard).
Folosind date pe termen lung privind precipitațiile și gunoiul, am putut scala măsurătorile de penetrare și conținut de mercur din gunoi din cele trei campanii pentru a oferi o estimare a fluxului anual de mercur atmosferic pentru concesiunea de conservare Los Amigos (penetrare + cantitatea de gunoi + precipitații) pentru o estimare preliminară. Am constatat că fluxurile atmosferice de mercur în rezervele forestiere adiacente activității ASGM au fost de peste 15 ori mai mari decât în zonele defrișate din jur (137 față de 9 µg Hg m-2 an-1; Figura 3 A,B). estimarea nivelurilor de mercur din Los Amigos depășește fluxurile de mercur raportate anterior în apropierea surselor punctuale de mercur din pădurile din America de Nord și Europa (de exemplu, arderea cărbunelui) și este comparabilă cu valorile din China industrială 21,36. În total, aproximativ 94 % din depunerea totală de mercur în pădurile protejate din Los Amigos este produsă prin depunere uscată (penetrare + așternut – mercur de precipitații), o contribuție mult mai mare decât cea a majorității celorlalte fore.Aceste rezultate evidențiază nivelurile ridicate de mercur care intră în păduri prin depunerea uscată din ASGM și importanța coronamentului pădurii în îndepărtarea mercurului derivat din ASGM din atmosferă. Anticipăm că modelul de depunere de Hg foarte îmbogățit observat în zonele împădurite din apropierea ASGM activitatea nu este exclusivă în Peru.
În schimb, zonele defrișate din zonele miniere au niveluri mai scăzute de mercur, în principal prin precipitații abundente, cu un aport redus de mercur prin cădere și deșeuri. ).Concentrațiile medii (interval: 1,5–9,1 ng L-1) ale mercurului total în precipitațiile vrac din sezonul uscat au fost mai mici decât valorile raportate anterior în Adirondacks din New York37 și au fost în general mai mici decât cele din regiunile îndepărtate ale Amazoniei38. Prin urmare, aportul de precipitații în vrac de Hg a fost mai mic (8,6-21,5 µg Hg m-2 an-1) în zona defrișată adiacentă în comparație cu modelele GEM, prin picătură și concentrație de gunoi ale sitului minier și nu reflectă apropierea de minerit .Deoarece ASGM necesită defrișare,2,3 zonele defrișate în care se concentrează activitățile miniere au aporturi mai mici de mercur din depunerile atmosferice decât zonele împădurite din apropiere, deși eliberări directe non-atmosferice de ASGM (cum ar fideversările sau sterilele de mercur elementar) sunt probabil să fie foarte mari.Mare 22.
Modificările fluxurilor de mercur observate în Amazonia peruană sunt determinate de diferențe mari în interiorul și între situri în timpul sezonului uscat (păduri și defrișări) (Fig. 2). fluxuri scăzute de Hg în timpul sezonului ploios (Fig. 1 suplimentară). Această diferență sezonieră (Fig. 2B) se poate datora intensității mai mari a mineritului și producției de praf în sezonul uscat. producția, crescând astfel cantitatea de particule atmosferice care absorb mercurul. Producția de mercur și praf în timpul sezonului uscat poate contribui la modelele fluxului de mercur în cadrul defrișărilor în comparație cu zonele împădurite din concesiunea de conservare Los Amigos.
Întrucât aporturile de mercur din ASGM din Amazonul peruan sunt depuse în ecosistemele terestre în primul rând prin interacțiuni cu copacul pădurii, am testat dacă o densitate mai mare a copacului (adică, indicele suprafeței frunzelor) ar duce la aporturi mai mari de mercur. În pădurea intactă din Los Amigos Concession de conservare, am colectat picături din 7 parcele de pădure cu densități diferite ale copacului. Am constatat că indicele suprafeței frunzelor a fost un predictor puternic al aportului total de mercur prin toamnă, iar concentrația medie totală de mercur prin cădere a crescut cu indicele suprafeței frunzelor (Fig. 3C). ). Multe alte variabile afectează, de asemenea, aportul de mercur prin cădere, inclusiv vârsta frunzelor34, rugozitatea frunzelor, densitatea stomatică, viteza vântului39, turbulența, temperatura și perioadele de pre-uscătură.
În concordanță cu cele mai mari rate de depunere de mercur, solul vegetal (0-5 cm) al sitului forestier Los Amigos a avut cea mai mare concentrație totală de mercur (140 ng g-1 în sezonul uscat 2018; Fig. 2E). În plus, concentrațiile de mercur au fost îmbogățit pe întregul profil vertical de sol măsurat (interval 138–155 ng g-1 la o adâncime de 45 cm; Fig. 3 suplimentară). Singurul sit care a prezentat concentrații mari de mercur la suprafață în timpul sezonului uscat 2018 a fost un sit de defrișare în apropiere un oraș minier (Boca Colorado). La acest sit, am emis ipoteza că concentrațiile extrem de mari se pot datora contaminării localizate a mercurului elementar în timpul fuziunii, deoarece concentrațiile nu au crescut la adâncime (>5 cm). pierdut din cauza evadării din sol (adică mercurul eliberat în atmosferă) din cauza acoperirii copacului poate fi, de asemenea, mult mai mic în zonele împădurite decât în zonele defrișate40, sugerând că o proporție semnificativă de mercur este depozitată pentru conservare.Zona rămâne în sol. Bazinele totale de mercur din sol din pădurea primară din Conservarea Conservation Los Amigos au fost de 9100 μg Hg m-2 în primii 5 cm și peste 80.000 μg Hg m-2 în primii 45 cm.
Deoarece frunzele absorb în principal mercurul atmosferic, mai degrabă decât mercurul din sol,30,31 și apoi transportă acest mercur în sol prin cădere, este posibil ca rata mare de depunere a mercurului să determine modelele observate în sol. Am găsit o corelație puternică între totalul mediu. concentrațiile de mercur din suprafața solului și concentrațiile totale de mercur în toate zonele de pădure, în timp ce nu a existat nicio relație între mercurul din suprafața solului și concentrațiile totale de mercur în precipitații abundente din zonele defrișate (Fig. 3D). Modele similare au fost, de asemenea, evidente în relația dintre bazinele de mercur din suprafața solului și fluxurile totale de mercur în zonele împădurite, dar nu și în zonele de defrișare (bazine de mercur din sol și precipitații totale fluxuri totale de mercur).
Aproape toate studiile asupra poluării terestre cu mercur asociate cu ASGM s-au limitat la măsurători ale mercurului total, dar concentrațiile de metilmercur determină biodisponibilitatea mercurului și acumularea și expunerea ulterioară a nutrienților. În ecosistemele terestre, mercurul este metilat de microorganisme în condiții anoxice41,42, deci este În general, se crede că solurile de munte au concentrații mai mici de metilmercur. Cu toate acestea, pentru prima dată, am înregistrat concentrații măsurabile de MeHg în solurile amazoniene din apropierea ASGM, sugerând că concentrațiile ridicate de MeHg se extind dincolo de ecosistemele acvatice și în mediile terestre din aceste zone afectate de ASGM. , inclusiv cele care sunt scufundate în timpul sezonului ploios.Solul și cele care rămân uscate pe tot parcursul anului. Cele mai mari concentrații de metilmercur în stratul superficial al solului în timpul sezonului uscat 2018 au avut loc în două zone împădurite ale minei (Boca Colorado și Rezervația Los Amigos; 1,4 ng MeHg g−1, 1,4% Hg ca MeHg și, respectiv, 1,1 ng MeHg g-1, la 0,79% Hg (sub formă de MeHg). Deoarece aceste procente de mercur sub formă de metilmercur sunt comparabile cu alte locații terestre din întreaga lume (Figura suplimentară 4), concentrațiile mari de metilmercur par să se datorează intrării mari de mercur total și stocării ridicate a mercurului total în sol, mai degrabă decât conversiei nete a mercurului anorganic disponibil în metilmercur (Figura suplimentară 5). Rezultatele noastre reprezintă primele măsurători ale metilmercurului în solurile din apropierea ASGM din Amazonul peruan. Potrivit Alte studii au raportat o producție mai mare de metilmercur în peisajele inundate și aride43,44 și ne așteptăm la concentrații mai mari de metilmercur în zonele umede sezoniere și permanente ale pădurilor din apropiere care se confruntă cuîncărcături similare cu mercur.Deși metilmercur rămâne de stabilit dacă există un risc de toxicitate pentru fauna sălbatică terestră în apropierea activităților miniere de aur, dar aceste păduri apropiate de activitățile ASGM pot fi puncte fierbinți pentru bioacumularea mercurului în rețelele trofice terestre.
Cea mai importantă și nouă implicație a muncii noastre este de a documenta transportul unor cantități mari de mercur în pădurile adiacente ASGM. Datele noastre sugerează că acest mercur este disponibil și se deplasează prin rețele trofice terestre. În plus, cantități semnificative de mercur sunt stocate în biomasă și sol și probabil să fie eliberate odată cu schimbarea utilizării terenurilor4 și incendiile forestiere45,46. Amazonul din sud-estul peruan este unul dintre cele mai diverse ecosisteme biologice de taxoni de vertebrate și insecte de pe Pământ. Complexitate structurală ridicată în interiorul tropical antic intact. pădurile promovează biodiversitatea păsărilor48 și oferă nișe pentru o gamă largă de specii care locuiesc în pădure49. Ca urmare, peste 50% din suprafața Madre de Dios este desemnată drept teren protejat sau rezervație națională50. Presiunea internațională pentru controlul activității ilegale de ASGM în Rezervația Națională Tambopata a crescut semnificativ în ultimul deceniu, ducând la o acțiune majoră de aplicare a legii (Operación Mercurio) din partea guvernului peruan.în 2019. Cu toate acestea, descoperirile noastre sugerează că complexitatea pădurilor care stau la baza biodiversității amazoniene face regiunea extrem de vulnerabilă la încărcarea și stocarea mercurului în peisaje cu emisii crescute de mercur legate de ASGM, ceea ce duce la fluxuri globale de mercur prin apă.Cea mai mare măsurătoare raportată a cantității se bazează pe estimările noastre preliminare ale fluxurilor ridicate de mercur ale gunoiului în pădurile intacte din apropierea ASGM. În timp ce investigațiile noastre au avut loc în păduri protejate, modelul de aport și retenție crescut de mercur s-ar aplica oricărei păduri primare vechi. în apropierea activității ASGM, inclusiv zonele tampon, astfel încât aceste rezultate sunt în concordanță cu pădurile protejate și neprotejate.Pădurile protejate sunt similare. Prin urmare, riscurile ASGM pentru peisajele cu mercur nu sunt legate doar de importul direct de mercur prin emisiile atmosferice, deversări și decantare, ci și de capacitatea peisajului de a capta, stoca și transforma mercurul în mai mult biodisponibil. forme.legat de potențial.metilmercur, care prezintă efecte diferențiate asupra bazinelor globale de mercur și asupra faunei sălbatice terestre în funcție de acoperirea pădurii din apropierea mineritului.
Prin sechestrarea mercurului atmosferic, pădurile intacte din apropierea exploatării aurifere artizanale și la scară mică pot reduce riscurile legate de mercur pentru ecosistemele acvatice din apropiere și pentru rezervoarele globale de mercur atmosferic. Dacă aceste păduri sunt defrișate pentru extinderea activităților miniere sau agricole, mercurul rezidual poate fi transferat de pe uscat pe cel acvatic. ecosisteme prin incendii de pădure, evadare și/sau scurgere45, 46, 51, 52, 53. În Amazonul peruan, aproximativ 180 de tone de mercur sunt folosite anual în ASGM54, din care aproximativ un sfert este emis în atmosferă55, având în vedere concesiunea de conservare. la Los Amigos. Această zonă este de aproximativ 7,5 ori suprafața totală a terenurilor protejate și a rezervațiilor naturale din regiunea Madre de Dios (aproximativ 4 milioane de hectare), care are cea mai mare proporție de teren protejat din orice altă provincie peruană, iar acestea suprafețe mari de teren forestier intact.Parțial în afara razei de depunere a ASGM și a mercurului. Astfel, captarea mercurului în pădurile intacte nu este suficientă pentru a împiedica mercurul derivat din ASGM să pătrundă în bazinele de mercur atmosferice regionale și globale, sugerând importanța reducerii emisiilor de mercur ASGM. Soarta cantităților mari de mercurul stocat în sistemele terestre este influențat în mare măsură de politicile de conservare. Deciziile viitoare cu privire la modul de gestionare a pădurilor intacte, în special în zonele din apropierea activității ASGM, au astfel implicații pentru mobilizarea și biodisponibilitatea mercurului acum și în următoarele decenii.
Chiar dacă pădurile ar putea capta tot mercurul eliberat în pădurile tropicale, nu ar fi un panaceu pentru poluarea cu mercur, deoarece rețelele trofice terestre pot fi, de asemenea, vulnerabile la mercur. Știm foarte puține despre concentrațiile de mercur din biota din aceste păduri intacte, dar acestea sunt în primul rând. măsurătorile depozitelor de mercur terestru și ale metilmercurului din sol sugerează că nivelurile ridicate de mercur în sol și metilmercurul ridicat pot crește expunerea celor care trăiesc în aceste păduri.Riscuri pentru consumatorii cu grad nutrițional ridicat.Datele din studiile anterioare privind bioacumularea terestră de mercur în pădurile temperate au descoperit că concentrațiile de mercur din sânge la păsări se corelează cu concentrațiile de mercur din sedimente, iar păsările cântătoare care consumă alimente derivate în întregime din pământ pot prezenta concentrații de mercur crescute 56,57. Expunerea crescută la mercur la păsările cântătoare este asociată. cu performanțe de reproducere și succes reduse, supraviețuire redusă a descendenților, dezvoltare afectată, modificări comportamentale, stres fiziologic și mortalitate58,59. Dacă acest model este valabil pentru Amazonul peruan, fluxurile mari de mercur care apar în pădurile intacte ar putea duce la concentrații mari de mercur. în păsări și alte biote, cu posibile efecte adverse. Acest lucru este deosebit de îngrijorător deoarece regiunea este un hotspot global pentru biodiversitate60. Aceste rezultate subliniază importanța prevenirii exploatării aurului artizanal și la scară mică în zonele naționale protejate și în zonele tampon din jur. ei.Formalizarea activitii ASGMes15,16 poate fi un mecanism pentru a se asigura că terenurile protejate nu sunt exploatate.
Pentru a evalua dacă mercurul depus în aceste zone împădurite intră în rețeaua trofica terestră, am măsurat penele cozii mai multor păsări cântătoare rezidente din Rezervația Los Amigos (afectate de minerit) și Stația Biologică Cocha Cashu (păsări bătrâne neafectate).concentrația totală de mercur. pădure de creștere), la 140 km de cel mai în amonte situl nostru de prelevare Bokamanu. Pentru toate cele trei specii în care au fost prelevate mai multe indivizi la fiecare loc, Hg a fost crescut la păsările din Los Amigos în comparație cu Cocha Cashu (Fig. 4). modelul a persistat indiferent de obiceiurile de hrănire, deoarece eșantionul nostru a inclus anti-devoratorul Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata și mâncătorul de fructe Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] vs. 0,9 μg g− 1). [n = 2], 4,1 [n = 10] față de 1,4 μg g-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] față de 0,1 μg g-1 [n = 2]).Din cele 10 Phlegopsis nigromaculata indivizi prelevați la Los Amigos, 3 au depășit EC10 (concentrația efectivă pentru o reducere cu 10% a succesului reproductiv), 3 au depășit EC20, 1 a depășit EC30 (vezi criteriile EC în Evers58) și niciun Cocha individ Orice specie de Cashu depășește EC10. constatări, cu concentrații medii de mercur de 2-3 ori mai mari la păsările cântătoare din pădurile protejate adiacente activității ASGM,iar concentrațiile individuale de mercur de până la 12 ori mai mari, ridică îngrijorarea că contaminarea cu mercur din ASGM poate pătrunde în rețelele trofice terestre.grad de îngrijorare considerabilă. Aceste rezultate subliniază importanța prevenirii activității ASGM în parcurile naționale și zonele tampon din jur.
Datele au fost colectate la concesiunile de conservare Los Amigos (n = 10 pentru Myrmotherula axillaris [invertivor de subteras] și Phlegopsi nigromaculata [invertivore care urmează furnicii], n = 46 pentru Pipra fasciicauda [frugivor]; simbol triunghi roșu) și locații îndepărtate din Cocha Stația Biologică Kashu (n = 2 per specie; simboluri cerc verzi). Concentrațiile eficiente (EC) reduc succesul reproductiv cu 10%, 20% și 30% (vezi Evers58). Fotografii cu păsări modificate de la Schulenberg65.
Din 2012, extinderea ASGM în Amazonia peruană a crescut cu peste 40% în zonele protejate și cu 2,25 sau mai mult în zonele neprotejate. Utilizarea continuă a mercurului în exploatarea aurului artizanal și la scară mică poate avea efecte devastatoare asupra vieții sălbatice. care locuiesc în aceste păduri. Chiar dacă minerii încetează să folosească mercur imediat, efectele acestui contaminant în sol pot dura secole, cu potențialul de a crește pierderile din defrișări și incendii forestiere61,62. Astfel, poluarea cu mercur din ASGM poate avea o durată îndelungată. efectele asupra biotei pădurilor intacte adiacente ASGM, riscurile actuale și riscurile viitoare prin eliberarea de mercur în pădurile vechi cu cea mai mare valoare de conservare.și reactivarea pentru a maximiza potențialul de contaminare. Constatarea noastră că biota terestră poate prezenta un risc considerabil de contaminare cu mercur de la ASGM ar trebui să ofere un impuls suplimentar pentru eforturile continue de reducere a eliberărilor de mercur din ASGM. Aceste eforturi includ o varietate de abordări, de la captarea relativ simplă a mercurului. sisteme de distilare la investiții economice și sociale mai provocatoare care vor oficializa activitatea și vor reduce stimulentele economice pentru ASGM ilegale.
Avem cinci stații pe o rază de 200 km de râul Madre de Dios. Am selectat locuri de prelevare pe baza proximității lor de activitatea intensivă ASGM, la aproximativ 50 km între fiecare loc de prelevare, accesibile prin râul Madre de Dios (Fig. 2A). Avem au selectat două situri fără minerit (Boca Manu și Chilive, la aproximativ 100, respectiv 50 km de ASGM), denumite în continuare „situri îndepărtate”. două site-uri de exploatare în pădure secundară în apropierea orașelor Boca Colorado și Laberinto și un sit minier în pădure primară intactă. amalgamul de mercur-aur este o apariție frecventă, dar locația exactă și cantitatea sunt necunoscute deoarece aceste activități sunt adesea ilegale și clandestine;vom combina minerit și mercur Arderea aliajelor este denumită în mod colectiv „activitate ASGM”. În timpul sezonului uscat 2018 (iulie și august 2018) și sezonul ploios 2018 (decembrie 2018) în poieni (zone de defrișare complet lipsite de plante lemnoase) și sub copertine de copaci (zone de pădure), noi Prelevetoarele de sedimente au fost instalate în cinci locuri și în ianuarie 2019) pentru a colecta depunerile umede (n = 3) și, respectiv, căderea de penetrare (n = 4). Probele de precipitații au fost colectate timp de patru săptămâni în sezonul uscat și două până la trei săptămâni în sezonul ploios. În timpul celui de-al doilea an de prelevare de probe din sezonul uscat (iulie și august 2019), am instalat colectoare (n = 4) în șase terenuri forestiere suplimentare în Los Amigos timp de cinci săptămâni, pe baza rate ridicate de depunere măsurate în primul an. Există un total de 7 parcele de pădure și 1 teren de defrișare pentru Los Amigos. Distanța dintre parcele a fost de 0,1 până la 2,5 km. Am colectat un punct de referință GPS pe parcelă folosind un GPS portabil Garmin.
Am instalat probe pasive de aer pentru mercur în fiecare dintre cele cinci locații ale noastre în timpul sezonului uscat 2018 (iulie-august 2018) și sezonul ploios 2018 (decembrie 2018-ianuarie 2019) timp de două luni (PAS). în timpul sezonului uscat și două probe PAS au fost utilizate în timpul sezonului ploios.PAS (dezvoltat de McLagan și colab. 63) colectează mercur elementar gazos (GEM) prin difuzie pasivă și adsorbție pe un sorbent de carbon impregnat cu sulf (HGR-AC) prin o barieră de difuzie Radiello©. Bariera de difuzie a PAS acționează ca o barieră împotriva trecerii speciilor de mercur organic gazos;prin urmare, numai GEM este adsorbit la carbonul 64. Am folosit cleme de cablu din plastic pentru a atașa PAS de un stâlp la aproximativ 1 m deasupra solului. Toate probele au fost sigilate cu parafilm sau depozitate în pungi de plastic resigilabile cu două straturi înainte și după desfășurare. a colectat martor de câmp și martor de călătorie PAS pentru a evalua contaminarea introdusă în timpul prelevării, depozitării pe teren, depozitării în laborator și transportului probei.
În timpul desfășurării tuturor celor cinci locuri de prelevare, am amplasat trei colectoare de precipitații pentru analiza mercurului și doi colectoare pentru alte analize chimice și patru colectoare de trecere pentru analiza mercurului la locul de defrișare.colector și doi colectori pentru alte analize chimice. Colectorii se află la un metru unul de celălalt. Rețineți că, deși avem un număr consistent de colectoare instalate la fiecare loc, în anumite perioade de colectare avem dimensiuni mai mici ale eșantioanelor din cauza inundațiilor, interferențe cu colectoare și defecțiuni de conectare între tubulaturi și sticle de colectare. La fiecare loc de pădure și defrișare, un colector pentru analiza mercurului conținea o sticlă de 500 ml, în timp ce celălalt conținea o sticlă de 250 ml;toți ceilalți colectori pentru analiză chimică au conținut o sticlă de 250 ml. Aceste mostre au fost păstrate la frigider până când nu au fost congelate, apoi expediate în Statele Unite pe gheață și apoi păstrate înghețate până la analiză. Colectorul pentru analiza mercurului constă dintr-o pâlnie de sticlă trecută. printr-un nou tub de polimer bloc de stiren-etilenă-butadienă-stiren (C-Flex) cu o nouă sticlă de polietilen tereftalat Ester copoliester glicol (PETG) cu o buclă care acționează ca un blocaj de vapori. La implementare, toate sticlele de PETG de 250 mL au fost acidificate cu 1 ml de acid clorhidric (HCl) în urme de metal și toate sticlele de 500 ml PETG au fost acidificate cu 2 ml de acid clorhidric în urme de metal. o buclă care acționează ca un blocaj de vapori. Toate pâlniile de sticlă, pâlniile de plastic și sticlele din polietilenă au fost spălate cu acid înainte de desfășurare.ples cât mai rece posibil până la întoarcerea în Statele Unite ale Americii, iar apoi probele stocate la 4°C până la analiză. Studiile anterioare care utilizează această metodă au arătat recuperări de 90-110% pentru probele de laborator sub limita de detecție și vârfurile standard37.
La fiecare dintre cele cinci locații, am colectat frunze sub formă de frunze, am luat mostre de frunze, așternut proaspăt și așternut în vrac, utilizând protocolul mâinile curate, mâinile murdare (Metoda EPA 1669). Toate probele au fost colectate în baza unei licențe de colectare de la SERFOR. , Peru, și importate în Statele Unite sub o licență de import USDA. Am colectat frunze de copac de la două specii de copaci găsite în toate site-urile: o specie de copac în curs de dezvoltare (Ficus insipida) și un copac de dimensiuni medii (Inga feuilleei). Am colectat frunze. din copacurile copacilor folosind praștia Notch Big Shot în timpul sezonului uscat 2018, sezonul ploios 2018 și sezonul uscat 2019 (n = 3 per specie). Am colectat mostre de frunze (n = 1) prin colectarea frunzelor de pe fiecare parcelă de ramuri la mai puțin de 2 m deasupra solului în timpul sezonului uscat 2018, sezonul ploios 2018 și sezonul uscat 2019. În 2019, am colectat, de asemenea, mostre de frunze (n = 1) din 6 terenuri forestiere suplimentare din Los Amigos. Am colectat așternut proaspăt („bulk litter”) în coșuri căptușite cu plasă de plastic(n = 5) în timpul sezonului ploios 2018 în toate cele cinci situri forestiere și în timpul sezonului uscat 2019 la parcela Los Amigos (n = 5). Rețineți că, deși am instalat un număr consistent de coșuri la fiecare sit, în anumite perioade de colectare , dimensiunea eșantionului nostru a fost mai mică din cauza inundării amplasamentului și a interferenței umane cu colectorii. Toate coșurile de gunoi sunt plasate la un metru de colectorul de apă. Am colectat gunoi în vrac sub formă de mostre de gunoi de pământ în timpul sezonului uscat 2018, sezonul ploios 2018 și sezonul uscat 2019. În timpul sezonului uscat din 2019, am colectat, de asemenea, o cantitate mare de gunoi pe toate parcelele noastre Los Amigos. Am congelat toate mostrele de frunze până când au putut fi înghețate folosind un congelator, apoi au fost expediate în SUA pe gheață, si apoi depozitat congelat pana la procesare.
Am colectat probe de sol în trei exemplare (n = 3) de la toate cele cinci situri (deschis și cu acoperiș) și pe parcela Los Amigos în timpul sezonului uscat 2019 în timpul tuturor celor trei evenimente sezoniere. Toate probele de sol au fost colectate la un metru de colectorul de precipitații. am colectat probe de sol sub stratul de așternut (0–5 cm) folosind un prelevator de sol. În plus, în timpul sezonului uscat 2018, am colectat miezuri de sol de până la 45 cm adâncime și le-am împărțit în cinci segmente de adâncime. La Laberinto, am putut colectați doar un singur profil de sol, deoarece panza freatică este aproape de suprafața solului. Am colectat toate probele utilizând protocolul pentru mâini curate și murdare (Metoda EPA 1669). Am refrigerat toate mostrele de sol până când au putut fi înghețate folosind un congelator, apoi le-am expediat. pe gheață în Statele Unite și apoi depozitate congelate până la procesare.
Utilizați cuiburi de ceață așezate în zori și amurg pentru a prinde păsări în cele mai răcoroase momente ale zilei. În Rezervația Los Amigos, am amplasat cinci cuiburi de ceață (1,8 × 2,4) în nouă locații. La Stația Bio Cocha Cashu, am plasat 8 la 10 cuiburi de ceață (12 x 3,2 m) în 19 locații. La ambele locuri, am colectat prima penă centrală a cozii a fiecărei păsări sau, dacă nu, următoarea cea mai veche penă. Depozităm pene în pungi ziploc curate sau plicuri cu silicon. Am colectat înregistrări fotografice și măsurători morfometrice pentru identificarea speciilor conform Schulenberg65. Ambele studii au fost susținute de SERFOR și permisiunea Consiliului de Cercetare a Animalelor (IACUC). Când am comparat concentrațiile de Hg din pene de păsări, am examinat acele specii ale căror pene au fost colectate la concesiunea de conservare Los Amigos. și Stația Biologică Cocha Cashu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Pentru a determina indicele zonei frunzelor (LAI), datele lidar au fost colectate folosind GatorEye Unmanned Aerial Laboratory, un sistem aerian fără pilot cu fuziune de senzori (a se vedea www.gatoreye.org pentru detalii, disponibil și folosind linkul „2019 Peru Los Friends” June” 66.Lidarul a fost colectat la Los Amigos Conservation Conservation în iunie 2019, cu o altitudine de 80 m, o viteză de zbor de 12 m/s și o distanță de 100 m între rutele adiacente, astfel încât rata de acoperire a abaterii laterale a ajuns la 75. %.Densitatea punctelor distribuite pe profilul vertical al pădurii depășește 200 de puncte pe metru pătrat. Zona de zbor se suprapune cu toate zonele de prelevare din Los Amigos în timpul sezonului uscat 2019.
Am cuantificat concentrația totală de Hg a GEM-urilor colectate de PAS prin spectroscopie de desorbție termică, fuziune și absorbție atomică (Metoda USEPA 7473) folosind un instrument Hydra C (Teledyne, CV-AAS). Am calibrat CV-AAS utilizând Institutul Național de Standarde Material de referință standard (NIST) 3133 (soluție standard Hg, 10,004 mg g-1) cu o limită de detecție de 0,5 ng Hg. Am efectuat verificarea calibrării continue (CCV) folosind NIST SRM 3133 și standardele de control al calității (QCS) folosind NIST 1632e (cărbune bituminos, 135,1 mg g-1). Am împărțit fiecare probă într-o barcă diferită, am plasat-o între două straturi subțiri de pulbere de carbonat de sodiu (Na2CO3) și am acoperit-o cu un strat subțire de hidroxid de aluminiu (Al(OH) 3) pulbere67. Am măsurat conținutul total de HGR-AC al fiecărei probe pentru a elimina orice neomogenitate în distribuția Hg în sorbentul HGR-AC. Prin urmare, am calculat concentrația de mercur pentru fiecare probă pe baza sumei mercurului total măsurat de fiecare vas si celÎntregul conținut de sorbent HGR-AC în PAS. Având în vedere că a fost colectată doar o probă PAS de la fiecare loc pentru măsurătorile concentrației în timpul sezonului uscat 2018, controlul și asigurarea calității metodei au fost efectuate prin gruparea probelor cu martori de procedură de monitorizare, standarde interne și matrice -criterii potrivite. În timpul sezonului ploios 2018, am repetat măsurătorile probelor PAS. Valorile au fost considerate acceptabile atunci când diferența relativă procentuală (RPD) a CCV și măsurătorile standard de potrivire matrice au fost ambele în 5% din valoarea acceptabilă. valoare, iar toate martorii procedurale au fost sub limita de detecție (BDL). Am corectat martorul total de mercur măsurat în PAS folosind concentrații determinate din blancuri de câmp și de deplasare (0,81 ± 0,18 ng g-1, n = 5). Am calculat GEM concentrațiile utilizând masa totală corectată în martor a mercurului adsorbit împărțită la timpul de desfășurare și rata de eșantionare (cantitatea de aer pentru eliminarea mercurului gazos pe unitatea de timp;0,135 m3 zi-1)63,68, ajustat pentru temperatură și vânt din World Weather Online Măsurătorile medii ale temperaturii și vântului obținute pentru regiunea Madre de Dios68. Eroarea standard raportată pentru concentrațiile GEM măsurate se bazează pe eroarea unui standard extern rulați înainte și după probă.
Am analizat probe de apă pentru conținutul total de mercur prin oxidare cu clorură de brom timp de cel puțin 24 de ore, urmată de reducerea clorurii stanoase și analiza de purjare și capcană, spectroscopie de fluorescență atomică cu vapori reci (CVAFS) și separare prin cromatografie gazoasă (GC) (metoda EPA) 1631 al Analizorului automat de mercur total Tekran 2600, Rev. E). Am efectuat CCV pe probele din sezonul uscat 2018 utilizând standarde de mercur apos certificate Ultra Scientific (10 μg L-1) și verificarea inițială a calibrării (ICV) folosind material de referință certificat NIST 1641D (mercur în apă, 1,557 mg kg-1) ) cu o limită de detecție de 0,02 ng L-1. Pentru eșantioanele sezonului umed 2018 și sezonului uscat 2019, am folosit standardul de mercur total Brooks Rand Instruments (1,0 ng L-1). ) pentru calibrare și CCV și spectrometria de masă cu plasmă cuplată inductiv SPEX Centriprep (ICP-MS) multi-element pentru soluția ICV standard 2 A cu o limită de detecție de 0,5 ng L-1. Toate standardele au fost recuperate în 15% din valorile acceptabile.d blanks, blank-uri de digestie și blank-uri analitice sunt toate BDL-uri.
Am liofilizat probe de sol și frunze timp de cinci zile. Am omogenizat probele și le-am analizat pentru mercur total prin descompunere termică, reducere catalitică, fuziune, desorbție și spectroscopie de absorbție atomică (metoda EPA 7473) pe un Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA). -80).Pentru probele din sezonul uscat 2018, am efectuat teste DMA-80 folosind NIST 1633c (cenusa zburatoare, 1005 ng g-1) si materialul de referinta certificat de Consiliul National de Cercetare din Canada MESS-3 (sediment marin, 91 ng g). -1).Calibrare.Am folosit NIST 1633c pentru CCV și MS și MESS-3 pentru QCS cu o limită de detecție de 0,2 ng Hg. Pentru eșantioanele sezonului umed 2018 și sezonului uscat 2019, am calibrat DMA-80 folosind standardul de mercur total Brooks Rand Instruments (1,0 ng L−1). Am folosit material de referință standard NIST 2709a (sol San Joaquin, 1100 ng g-1) pentru CCV și MS și DORM-4 (proteina de pește, 410 ng g-1) pentru QCS cu o limită de detecție de 0,5 ng Hg. Pentru toate anotimpurile, am analizat toate probele în duplicat și valorile acceptate atunci când RPD-ul dintre cele două eșantioane a fost în 10%. Recuperările medii pentru toate standardele și vârfurile matricei au fost în 10% din valorile acceptabile, iar toate martorii au fost BDL.Toate concentrațiile raportate sunt greutate uscată.
Am analizat metilmercurul din probe de apă din toate cele trei activități sezoniere, probe de frunze din sezonul uscat 2018 și probe de sol din toate cele trei activități sezoniere. Am extras probe de apă cu acid sulfuric în urme timp de cel puțin 24 de ore,69 frunze digerate cu 2 % hidroxid de potasiu în metanol timp de cel puțin 48 ore la 55°C timp de cel puțin 70 de ore și sol digerat la microunde cu urme de acid HNO3 de calitate metal71,72.Am analizat probele din sezonul uscat 2018 prin etilarea apei folosind tetraetilborat de sodiu, purjare și capcană și CVAFS pe un spectrometru Tekran 2500 (metoda EPA 1630). Am folosit standarde MeHg de laborator acreditate Frontier Geosciences și QCS pentru sedimente folosind ERM CC580 pentru calibrare și CCV cu o limită de detectare a metodei de 0,2 ng L-1. Am analizat probele din sezonul uscat 2019 folosind tetraetilborat de sodiu pentru etilarea apei, purjare și capcană, CVAFS, GC și ICP-MS pe un Agilent 770 (metoda EPA 1630)73. Am folosit Standarde de metilmercur Brooks Rand Instruments (1 ng L−1) pentru calibrare și CCV cu o limită de detectare a metodei de 1 pg. Toate standardele recuperate în 15% din valorile acceptabile pentru toate anotimpurile și toate martorii au fost BDL.
La Laboratorul nostru de Toxicologie al Institutului pentru Biodiversitate (Portland, Maine, SUA), limita de detectare a metodei a fost de 0,001 μg g-1. Am calibrat DMA-80 folosind DOLT-5 (ficat de câine, 0,44 μg g-1), CE-464 (5,24). μg g-1) și NIST 2710a (sol Montana, 9,888 μg g-1). Folosim DOLT-5 și CE-464 pentru CCV și QCS. Recuperările medii pentru toate standardele au fost în 5% din valorile acceptabile și toate martorii au fost BDL. Toate replicile au fost în 15% RPD. Toate concentrațiile de mercur total raportate ale penei sunt greutate proaspătă (fw).
Utilizăm filtre cu membrană de 0,45 μm pentru a filtra probele de apă pentru analize chimice suplimentare. Am analizat probe de apă pentru anioni (clorură, nitrat, sulfat) și cationi (calciu, magneziu, potasiu, sodiu) prin cromatografie ionică (metoda EPA 4110B) [USEPA, 2017a] folosind un cromatograf ionic Dionex ICS 2000. Toate standardele recuperate în 10% din valorile acceptabile și toate martorii au fost BDL. Folosim Thermofisher X-Series II pentru a analiza oligoelemente în probe de apă prin spectrometrie de masă cu plasmă cuplată inductiv. Instrument Standardele de calibrare au fost pregătite prin diluarea în serie a standardului de apă certificat NIST 1643f. Toate spațiile albe sunt BDL.
Toate fluxurile și bazinele raportate în text și cifre utilizează valori medii ale concentrației pentru anotimpurile uscate și ploioase. A se vedea tabelul suplimentar 1 pentru estimări ale bazinelor și fluxurilor (fluxurile medii anuale pentru ambele sezoane) utilizând concentrațiile minime și maxime măsurate în timpul anotimpurile secetoase și ploioase. Am calculat fluxurile de mercur din pădure din concesiunea de conservare Los Amigos ca aport de mercur însumat prin picături și deșeuri. Am calculat fluxurile de Hg din defrișări din precipitațiile în vrac depuneri de Hg. Folosind măsurători zilnice ale precipitațiilor de la Los Amigos (colectate ca parte a EBLA și disponibil de la ACCA la cerere), am calculat precipitațiile anuale cumulate medii în ultimul deceniu (2009-2018) la aproximativ 2500 mm pe an-1. Rețineți că în anul calendaristic 2018, precipitațiile anuale sunt apropiate de această medie ( 2468 mm), în timp ce lunile cele mai umede (ianuarie, februarie și decembrie) reprezintă aproximativ jumătate din precipitațiile anuale (1288 mm din 2468 mm).Prin urmare, folosim media concentrațiilor sezonului umed și uscat în toate calculele fluxului și bazinului. Acest lucru ne permite, de asemenea, să luăm în considerare nu numai diferența de precipitații dintre anotimpurile umed și uscat, ci și diferența dintre nivelurile de activitate ASGM dintre aceste două sezoane. valorile din literatură ale fluxurilor anuale de mercur raportate din pădurile tropicale variază între concentrațiile de mercur în expansiune din anotimpurile uscate și ploioase sau numai din anotimpurile secetoase, atunci când comparăm fluxurile noastre calculate cu valorile din literatură, comparăm direct fluxurile noastre de mercur calculate, în timp ce un alt studiu a luat mostre. atât în sezonul uscat, cât și în cel umed și am re-estimat fluxurile noastre utilizând numai concentrațiile de mercur din sezonul uscat, când un alt studiu a luat probe numai în sezonul uscat (de exemplu, 74).
Pentru a determina conținutul total anual de mercur al precipitațiilor în totalitate, al precipitațiilor în vrac și al deșeurilor din Los Amigos, am folosit diferența dintre sezonul uscat (media tuturor siturilor Los Amigos în 2018 și 2019) și sezonul ploios (media anului 2018) total mediu concentrația de mercur. Pentru concentrațiile totale de mercur din alte locații s-au folosit concentrațiile medii dintre sezonul uscat 2018 și sezonul ploios 2018. Pentru încărcăturile de metilmercur, s-au folosit date din sezonul uscat din 2018, singurul an pentru care s-a măsurat metilmercurul. Pentru a estima fluxurile de mercur ale gunoiului, am folosit estimări din literatura de specialitate ale ratelor de gunoi și ale concentrațiilor de mercur colectate din frunzele din coșurile de gunoi la 417 g m-2 an-1 în Amazonia peruană. am folosit concentrațiile măsurate de Hg total din sol (sezonurile uscate 2018 și 2019, sezonul ploios 2018) și concentrațiile de MeHg în sezonul uscat 2018, cu o densitate în vrac estimată de 1,25 g cm-3 în Amazonia braziliană75.Efectuați aceste calcule bugetare la locul nostru principal de studiu, Los Amigos, unde sunt disponibile seturi de date privind precipitațiile pe termen lung și unde structura completă a pădurii permite utilizarea estimărilor de gunoi colectate anterior.
Procesăm linii de zbor lidar utilizând fluxul de lucru de postprocesare multiscale GatorEye, care calculează automat nori de puncte și produse raster combinate curate, inclusiv modele digitale de elevație (DEM) la rezoluție de 0,5 × 0,5 m. Am folosit DEM și nori de puncte lidar curățați (WGS-84, UTM). 19S Meters) ca intrare în fluxul de lucru GatorEye Leaf Area Density (G-LAD), care calculează estimări calibrate ale suprafeței frunzelor pentru fiecare voxel (m3) (m2) de-a lungul solului în partea de sus a copertinei la o rezoluție de 1 × 1 × 1 m și LAI derivat (suma LAD în fiecare coloană verticală de 1 × 1 m). Valoarea LAI a fiecărui punct GPS trasat este apoi extrasă.
Am efectuat toate analizele statistice folosind software-ul statistic R versiunea 3.6.176 și toate vizualizările folosind ggplot2. Am efectuat teste statistice folosind un alfa de 0,05. Relația dintre două variabile cantitative a fost evaluată folosind regresia obișnuită cu cele mai mici pătrate. Am efectuat comparații între site-uri folosind testul Kruskal neparametric și testul Wilcox pe perechi.
Toate datele incluse în acest manuscris pot fi găsite în Informațiile suplimentare și fișierele de date asociate. Conservación Amazónica (ACCA) oferă date despre precipitații la cerere.
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. Accelerated loss of protected forests due to gold mining in the Peruvian Amazon.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017).
Espejo, JC et al.Defrișarea și degradarea pădurilor din exploatarea aurului în Amazonia peruană: o perspectivă de 34 de ani. Teledetecție 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. et al. Expansiunea lacurilor artificiale exacerbează poluarea cu mercur din exploatarea aurului.science.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL și Lutz, DA Niveluri ridicate ale apei și inversiuni sezoniere ale sedimentelor în suspensie ale râului în punctele fierbinți de biodiversitate tropicale din cauza exploatării artizanale a aurului.Process.National Academy of Sciences.science.US 116, 23936–23941 (2019).
Abe, CA și colab. Modelarea efectelor schimbării acoperirii terenului asupra concentrațiilor de sedimente din bazinul amazonian de exploatare aurului.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).
Ora postării: 24-feb-2022