Дякуємо за відвідування Nature.com. Версія веб-переглядача, яку ви використовуєте, має обмежену підтримку CSS. Для найкращої роботи радимо використовувати оновлений веб-переглядач (або вимкнути режим сумісності в Internet Explorer). Тим часом, щоб забезпечити продовження підтримки, ми будемо відображати сайт без стилів і JavaScript.
Викиди ртуті від кустарного та дрібномасштабного видобутку золота в південній півкулі перевищують спалювання вугілля як найбільше у світі джерело ртуті. Ми досліджуємо відкладення та зберігання ртуті в перуанській Амазонії, яка сильно постраждала від кустарного видобутку золота. Непошкоджені ліси в перуанській Амазонії поблизу золоті копальні отримували надзвичайно високі надходження ртуті з підвищеним вмістом загальної та метилртуті в атмосфері, листках пологів і ґрунті. Тут ми вперше показуємо, що незаймані лісові крони поблизу кустарних золотих копалень перехоплюють велику кількість твердих часток і газоподібної ртуті з пропорційними показниками до загальної площі листя. Ми задокументували значне накопичення ртуті в ґрунті, біомасі та місцевих співочих птахах у деяких із найбільш захищених і багатих на біорізноманіття регіонів Амазонки, піднімаючи важливі питання про те, як забруднення ртуттю обмежує сучасні та майбутні зусилля щодо збереження цих тропічних екосистем. .
Дедалі більшою проблемою для екосистем тропічних лісів є кустарний і дрібномасштабний видобуток золота (МЗЗ). Ця форма видобутку золота ведеться в більш ніж 70 країнах, часто неофіційно або нелегально, і становить близько 20% світового видобутку золота1. є важливим засобом існування для місцевих громад, це призводить до широкомасштабного вирубування лісів2,3, значного перетворення лісів на ставки4, високого вмісту наносів у прилеглих річках5,6, і є головним фактором глобальної атмосфери. Викиди ртуті (Hg) і найбільші джерела прісноводної ртуті 7. Багато ділянок інтенсифікованого КМЗ розташовані в глобальних гарячих точках біорізноманіття, що призводить до втрати різноманітності8, втрати чутливих видів9 та людей10,11,12 і верхівкових хижаків13,14 під впливом ртуті. За оцінками, 675–1000 тонн Hg yr-1 щорічно випаровується та викидається в глобальну атмосферу в результаті операцій ASGM7. Використання великої кількості ртуті в кустарному та маломасштабному видобутку золота змінило основні джерелаатмосферних викидів ртуті від глобальної півночі до глобального півдня з наслідками для долі ртуті, транспортування та моделей впливу. Однак мало що відомо про долю цих атмосферних викидів ртуті та моделі їх осадження та накопичення в ландшафтах, на які впливає ASGM.
Міжнародна Мінаматська конвенція про ртуть набула чинності в 2017 році, і стаття 7 конкретно стосується викидів ртуті від кустарного та дрібномасштабного видобутку золота. У ASGM рідку елементарну ртуть додають до опадів або руди для відділення золота. Потім амальгаму нагрівають, концентрація золота та викид газоподібної елементарної ртуті (GEM; Hg0) в атмосферу. Це відбувається незважаючи на зусилля таких груп, як Глобальне партнерство з ртуті Програми ООН з навколишнього середовища (ЮНЕП), Організація промислового розвитку ООН (ЮНІДО) та НУО, спрямовані на заохочення шахтарі зменшують викиди ртуті. На момент написання цієї статті у 2021 році 132 країни, включаючи Перу, підписали Мінаматську конвенцію та розпочали розробку національних планів дій, спрямованих на скорочення викидів ртуті, пов’язаних із КМЗ. Вчені закликали до цих національних планів дій бути інклюзивним, стійким і цілісним, враховуючи соціально-економічні чинники та екологічні небезпеки15,16,17,18.Поточні плани щодо усунення наслідків впливу ртуті на навколишнє середовище зосереджені на ризиках ртуті, пов’язаних із кустарним і дрібномасштабним видобутком золота поблизу водних екосистем, залучаючи шахтарів і людей, які живуть поблизу спалювання амальгами, а також громади, які споживають велику кількість хижої риби. Професійний вплив ртуті через вдихання парів ртуті від згоряння амальгами, вплив ртуті в їжу через споживання риби та біоакумуляція ртуті у водних харчових мережах були в центрі уваги більшості наукових досліджень, пов’язаних із ASGM, у тому числі в Амазонці.Більш ранні дослідження (наприклад, див. Lodenius і Malm19).
Наземні екосистеми також піддаються ризику впливу ртуті через ASGM. Атмосферна ртуть, що виділяється з ASGM як GEM, може повертатися в наземний ландшафт трьома основними шляхами20 (рис. 1): GEM може адсорбуватися частинками в атмосфері, які потім перехоплюються поверхні;GEM може бути безпосередньо поглинений рослинами та включений у їхні тканини;нарешті, GEM може бути окислений до видів Hg(II), які можуть бути сухими, адсорбованими в атмосферні частинки або захопленими дощовою водою. Ці шляхи постачають ртуть до ґрунту через водопади (тобто опади через крону дерев), підстилку та кількість опадів відповідно. Вологі осадження можна визначити за потоками ртуті в осадах, зібраних на відкритих просторах. Сухі осадження можна визначити як суму потоків ртуті в підстилці та потоків ртуті восени мінус потік ртуті в опадах. Ряд досліджень задокументували збагачення ртуттю в наземних і водних екосистемах у безпосередній близькості від активності ASGM (див., наприклад, зведену таблицю в Gerson et al. 22), ймовірно, як в результаті надходження ртуті в осадові породи, так і прямого викиду ртуті. Однак, хоча посилене відкладення ртуті поблизу ASGM може бути спричинене спалюванням ртутно-золотої амальгами, незрозуміло, як ця Hg транспортується в регіональному ландшафті та відносна важливість різних відкладеньінші шляхи поблизу ASGM.
Ртуть, що виділяється у вигляді газоподібної елементарної ртуті (GEM; Hg0), може осідати в ландшафт трьома атмосферними шляхами. По-перше, GEM може окислюватися до іонної Hg (Hg2+), яка може захоплюватися краплями води та осідати на поверхні листя у вигляді вологого або сухі відкладення. По-друге, GEM можуть адсорбувати тверді частинки атмосфери (Hgp), які перехоплюються листям і вимиваються в ландшафт через водоспади разом із перехопленою іонною Hg. По-третє, GEM може поглинатися тканиною листя, тоді як Hg відкладається в ландшафт як сміття. Разом із падінням води та сміття вважається оцінкою загального відкладення ртуті. Хоча GEM також може дифундувати та адсорбуватися безпосередньо на ґрунті та смітті77, це може не бути основним шляхом надходження ртуті в наземні екосистеми.
Ми очікуємо, що концентрація газоподібної елементарної ртуті зменшуватиметься з віддаленням від джерел викидів ртуті. Оскільки два з трьох шляхів відкладення ртуті в ландшафт (через падіння та підстилку) залежать від взаємодії ртуті з поверхнями рослин, ми також можемо передбачити швидкість, з якою ртуть виділяється відкладається в екосистемах і наскільки це серйозно для тварин. Ризик впливу визначається структурою рослинності, як показують спостереження в бореальних і помірних лісах у північних широтах23. Однак ми також визнаємо, що активність ASGM часто відбувається в тропіках, де структура пологів Відносна важливість шляхів відкладення ртуті в цих екосистемах не була чітко визначена кількісно, особливо для лісів поблизу джерел викидів ртуті, інтенсивність яких рідко спостерігається в бореальних лісах. Тому в цьому дослідження, ми ставимо наступні питання: (1) Як газоподібні концентрації елементарної ртуті таШляхи осадження змінюються залежно від близькості ASGM та індексу площі листя регіонального пологу? (2) Чи пов’язане зберігання ртуті в ґрунті з атмосферними надходженнями? (3) Чи є докази підвищеної біоакумуляції ртуті у співочих птахів, що мешкають у лісах поблизу ASGM? Це дослідження є першим, хто дослідив надходження осадження ртуті поблизу активності ASGM і те, як покривний покрив корелює з цими закономірностями, а також першим, хто виміряв концентрацію метилртуті (MeHg) у ландшафті перуанської Амазонки. Ми виміряли GEM в атмосфері та загальну кількість опадів, проникнення, загальну ртуть і метилртуть у листі, підстилці та ґрунті в лісах і безлісних середовищах існування вздовж 200-кілометрової ділянки річки Мадре-де-Діос на південному сході Перу. Ми припустили, що близькість до ASGM і шахтарських міст, де спалюється амальгама Hg-золото, буде найважливішою фактори, що впливають на концентрацію ртуті в атмосфері (GEM) і вологе осадження ртуті (велика кількість опадів). Оскільки сухе осадження ртуті (проникнення + сміття) пов’язане з трee структуру пологу,21,24 ми також очікуємо, що в лісистих районах буде більше надходжень ртуті, ніж у прилеглих безлісних районах, що, враховуючи високий індекс площі листя та потенціал захоплення ртуті, один момент викликає особливе занепокоєння. Неушкоджений ліс Амазонки. Ми також припустили, що фауна мешканці лісів поблизу шахтарських міст мали вищий рівень ртуті, ніж фауна, що живе далеко від шахтарських районів.
Наші дослідження проводилися в провінції Мадре-де-Діос на південному сході Перуанської Амазонки, де понад 100 000 гектарів лісу було вирубано, щоб утворити алювіальний ASGM3 поруч із заповідними землями та національними заповідниками, а іноді й усередині них. Кустарне та дрібномасштабне золото. видобуток вздовж річок у цьому західному регіоні Амазонки різко зріс за останнє десятиліття25 і, як очікується, зросте через високі ціни на золото та покращення зв’язку з міськими центрами через трансокеанські магістралі Діяльність триватиме 3. Ми вибрали два місця без будь-якого видобутку (Бока-Ману та Чілі , приблизно в 100 і 50 км від ASGM, відповідно) – надалі іменовані як «віддалені ділянки» – і три ділянки в межах зони видобутку – надалі іменовані як «віддалені ділянки» видобуток» (Рис. 2A). Два з видобутку ділянки розташовані у вторинному лісі поблизу міст Бока-Колорадо та Ла-Беллінто, а одна ділянка видобутку розташована в незайманому старовіковому лісі на Лос-Амігос Консерваціоn Концесія. Зауважте, що на шахтах Бока-Колорадо та Лаберінто часто виникають пари ртуті, що вивільняються в результаті згоряння амальгами ртуть-золото, але точне місце розташування та кількість невідомі, оскільки ця діяльність часто є неофіційною та таємною;ми поєднаємо видобуток корисних копалин і ртуть. Спалювання сплаву разом називається «активністю ASGM». На кожній ділянці ми встановили пробовідбірники осаду як у сухий, так і в дощовий сезони на галявинах (території вирубки, повністю позбавлені деревних рослин) і під кронами дерев (ліс). зони) загалом для трьох сезонних явищ (кожен тривалістю 1-2 місяці) ) Вологі осади та краплі проникнення збирали окремо, а пасивні пробовідбірники повітря розгортали на відкритому просторі для збору GEM. Наступного року, на основі високого осаду показників, виміряних у перший рік, ми встановили колектори на шести додаткових лісових ділянках у Los Amigos.
Карти п’яти точок відбору проб показані жовтими колами. Дві ділянки (Бока-Ману, Чіліве) розташовані в районах, віддалених від кустарного видобутку золота, а три ділянки (Лос-Амігос, Бока-Колорадо та Лаберінто) розташовані в районах, уражених видобутком. , із шахтарськими містами, показаними синіми трикутниками. На ілюстрації зображено типову віддалену лісисту та знелісену територію, уражену видобутком корисних копалин. На всіх малюнках пунктирна лінія позначає лінію розмежування між двома віддаленими ділянками (ліворуч) і трьома ділянками, ураженими видобутком корисних копалин ( праворуч).B Концентрації елементарної ртуті в газоподібному стані (GEM) на кожній ділянці в сухий сезон 2018 року (n = 1 незалежний зразок на ділянку; квадратні символи) та вологий сезон (n = 2 незалежні проби; квадратні символи) сезони.C Загальні концентрації ртуті в опадах, зібраних у лісах (зелений прямокутний графік) і зонах вирубки лісів (коричневий квадратний графік) протягом сухого сезону 2018 року. Для всіх квадратичних графіків лінії представляють медіани, прямокутники показують Q1 і Q3, вуса представляють 1,5-кратний інтерквартильний діапазон (n =5 незалежних зразків на ділянку лісу, n = 4 незалежні зразки на зразок місця вирубки).D Загальна концентрація ртуті в листках, зібраних із крони Ficus insipida та Inga feuillei протягом сухого сезону в 2018 році (ліва вісь;символи темно-зеленого квадрата та світло-зеленого трикутника, відповідно) та від масової підстилки на землі (права вісь; символи оливкового кола). Значення показано як середнє значення та стандартне відхилення (n = 3 незалежні зразки на місце для живого листя, n = 1 незалежний зразок для підстилки). E Загальна концентрація ртуті у верхньому шарі ґрунту (верхня поверхня 0-5 см), зібрана в лісах (зелений ящик) і зонах вирубки лісів (коричневий ящик) протягом сухого сезону 2018 року (n = 3 незалежні зразки на місце). ).Дані для інших сезонів показано на рисунку 1.S1 і S2.
Концентрації ртуті в атмосфері (GEM) відповідали нашим прогнозам, з високими значеннями навколо активності ASGM, особливо навколо міст, де спалюється амальгама ртуті та золота, і низькими значеннями в районах, розташованих далеко від зон активного видобутку корисних копалин (рис. 2B). у віддалених районах концентрації GEM нижчі за глобальну середню фонову концентрацію в південній півкулі приблизно 1 нг м-326. Навпаки, концентрації GEM у всіх трьох шахтах були в 2-14 разів вищими, ніж у віддалених шахтах, а концентрації в сусідніх шахтах ( до 10,9 нг м-3) були порівняні з показниками в містах і міських районах, а іноді перевищували показники в США, промислових зонах Китаю та Кореї 27. Ця модель GEM у Мадре-де-Діос узгоджується з горінням ртутно-золотої амальгами як головним джерелом підвищеного вмісту ртуті в атмосфері в цьому віддаленому регіоні Амазонки.
У той час як концентрація GEM на галявинах відстежувала близькість до видобутку, загальна концентрація ртуті у проникаючих водоспадах залежала від близькості до видобутку та структури лісового покрову. Ця модель припускає, що самі по собі концентрації GEM не передбачають, де в ландшафті відкладатиметься велика кількість ртуті. Ми виміряли найвищий рівень. концентрації ртуті в недоторканих зрілих лісах у зоні видобутку (рис. 2C). Los Amigos Conservation Conservation мала найвищі середні концентрації загальної ртуті в сухий сезон (діапазон: 18-61 нг L-1), зазначені в літературі, і були порівнянними. до рівнів, виміряних на ділянках, забруднених видобутком кіноварі та промисловим спалюванням вугілля.Difference, 28 у Гуйчжоу, Китай. Наскільки нам відомо, ці значення являють собою максимальні річні потоки ртуті, розраховані з використанням концентрації ртуті в сухий і вологий сезони та кількості опадів (71 мкг м-2 рік-1; додаткова таблиця 1). На інших двох видобувних ділянках не було підвищених рівнів загальної ртуті порівняно з віддаленими ділянками (діапазон: 8-31 нг/л; 22-34 мкг м-2 на рік-1). За винятком Hg, лише алюміній і марганець мав підвищену пропускну здатність у зоні видобутку, ймовірно, через розчищення землі, пов’язаної з видобутком корисних копалин;всі інші виміряні основні та мікроелементи не відрізнялися між видобутком і віддаленими районами (файл додаткових даних 1), результат узгоджується з динамікою вмісту ртуті в листі 29 та згорянням амальгами ASGM, а не пилом у повітрі, як основним джерелом ртуті під час проникаючого падіння .
Крім того, що вони служать адсорбентами для твердих частинок і газоподібної ртуті, листя рослин можуть безпосередньо поглинати та інтегрувати GEM у тканини30,31. Фактично, у місцях, близьких до активності ASGM, сміття є основним джерелом осадження ртуті. Середні концентрації Hg (0,080 –0,22 мкг г-1), виміряний у живому листі крони з усіх трьох місць видобутку, перевищив опубліковані значення для помірних, бореальних і альпійських лісів у Північній Америці, Європі та Азії, а також інших лісів Амазонії в Південній Америці, знаходиться в Південній Америці.Віддалені райони та близькі точкові джерела 32, 33, 34. Концентрації можна порівняти з тими, що зареєстровані для позакореневої ртуті в субтропічних змішаних лісах Китаю та атлантичних лісах Бразилії (рис. 2D) 32,33,34. Згідно з моделлю GEM, найвища загальні концентрації ртуті в масі підстилки та листя пологів були виміряні у вторинних лісах у межах гірничого району. Проте оцінені потоки ртуті у відходах були найвищими в незайманому первинному лісі на шахті Los Amigos, ймовірно, через більшу масу відходів. Ми помножили раніше повідомляє Peruvian Amazon 35 за Hg, виміряним у підстилці (середнє між вологим і сухим сезонами) (рис. 3A). Ці дані свідчать про те, що близькість до зон видобутку корисних копалин і покриття кронами дерев вносять значний внесок у навантаження ртуті в ASGM у цьому регіоні.
Дані наведено в зоні вирубки лісів A та B. Вирубані території Лос-Амігос – це поляни польових станцій, які складають невелику частину загальної території. Потоки показано стрілками та виражені як мкг м-2 рік-1. у верхній частині 0-5 см ґрунту, басейни показані колами та виражені в мкг м-2. Відсоток являє собою відсоток ртуті, присутньої в басейні або потоку у формі метилртуті. Середні концентрації між сухими сезонами (2018 та 2019) і сезони дощів (2018) для загального вмісту ртуті через опади, масові опади та сміття для масштабних оцінок навантажень ртуттю. Дані про метилртуть базуються на сухому сезоні 2018 року, єдиному році, для якого було проведено вимірювання. Див. «Методи» для інформації про об’єднання та обчислення потоку.C Зв’язок між загальною концентрацією ртуті та індексом площі листя на восьми ділянках Los Amigos Conservation Conservation на основі звичайної регресії найменших квадратів.D Зв’язок між загальною концентрацією ртуті в опадах і загальноюконцентрація ртуті на поверхні ґрунту для всіх п’яти ділянок у лісах (зелені кружечки) та регіонах знеліснення (коричневі трикутники) відповідно до звичайної регресії найменших квадратів (смуги помилок показують стандартне відхилення).
Використовуючи довгострокові дані про опади та сміття, ми змогли масштабувати вимірювання проникнення та вмісту сміття ртуті з трьох кампаній, щоб отримати оцінку річного потоку ртуті в атмосфері для Лос-Амігос Консервації Концесії (проникнення + кількість сміття + опади) для попередня оцінка. Ми виявили, що атмосферні потоки ртуті в лісових резерватах, прилеглих до діяльності ASGM, були більш ніж у 15 разів вищими, ніж у навколишніх безлісних районах (137 проти 9 мкг ртутного стовпа м-2 рік-1; рис. 3 A, B). оцінка рівнів ртуті в Лос-Амігос перевищує раніше зареєстровані потоки ртуті поблизу точкових джерел ртуті в лісах у Північній Америці та Європі (наприклад, спалювання вугілля) і порівнянна зі значеннями в промисловому Китаї 21,36. Загалом приблизно 94 % загального осадження ртуті в охоронюваних лісах Лос-Амігос утворюється сухим осадженням (проникнення + підстилка – опади ртуті), внесок набагато вищий, ніж у більшості іншихst ландшафтів у всьому світі. Ці результати підкреслюють підвищені рівні ртуті, що потрапляє в ліси шляхом сухого осадження з ASGM, і важливість пологу лісу для видалення ртуті, отриманої з ASGM, з атмосфери. Ми очікуємо, що високозбагачена картина осадження Hg спостерігається в лісистих районах поблизу ASGM діяльність не є унікальною для Перу.
Навпаки, вирубані ліси в районах видобутку мають нижчий рівень ртуті, в основному через сильні опади, з невеликим надходженням ртуті через падіння та підстилку. Концентрації загальної ртуті в масових відкладеннях у районі шахти були порівнянні з тими, які виміряли у віддалених районах (рис. 2C). ). Середні концентрації (діапазон: 1,5–9,1 нг/л) загальної ртуті в масових опадах сухого сезону були нижчими, ніж раніше зареєстровані значення в Адірондаках Нью-Йорка37, і, як правило, нижчі, ніж у віддалених регіонах Амазонки38. Таким чином, загальне надходження опадів Hg було нижчим (8,6-21,5 мкг ртутного стовпа м-2 на рік-1) у прилеглій безлісіній зоні порівняно з моделями концентрації GEM, через падіння та підстилку на місці видобутку, і не відображає близькості до видобутку .Оскільки КМЗ вимагає вирубки лісів2,3, очищені території, де зосереджена гірничодобувна діяльність, мають менші надходження ртуті внаслідок атмосферних опадів, ніж сусідні лісові території, хоча прямі неатмосферні викиди КМЗ (наприклад,s елементарних розливів або відходів ртуті), ймовірно, буде дуже високим.Високий 22.
Зміни в потоках ртуті, що спостерігаються в перуанській Амазонії, викликані великими відмінностями всередині та між ділянками протягом сухого сезону (ліс і вирубка лісів) (рис. 2). На противагу цьому, ми спостерігали мінімальні відмінності всередині та між ділянками, а також низькі потоки Hg під час сезону дощів (додатковий рис. 1). Ця сезонна різниця (рис. 2B) може бути пов’язана з вищою інтенсивністю видобутку корисних копалин і утворенням пилу в сухий сезон. Збільшення вирубки лісів і зменшення кількості опадів під час сухих сезонів може збільшити пил. виробництво ртуті, тим самим збільшуючи кількість атмосферних частинок, які поглинають ртуть. Утворення ртуті та пилу протягом сухого сезону може сприяти структурі потоку ртуті в межах збезлісення порівняно з лісовими районами концесії Los Amigos Conservation.
Оскільки надходження ртуті з ASGM у перуанській Амазонії осідають у наземних екосистемах переважно через взаємодію з пологом лісу, ми перевірили, чи більша щільність пологу дерев (тобто індекс площі листя) призведе до більшого надходження ртуті. У незайманому лісі Los Amigos Conservation Concession, ми зібрали опад із 7 ділянок лісу з різною щільністю пологу. Ми виявили, що індекс площі листя є сильним провісником загального надходження ртуті через осінь, а середня загальна концентрація ртуті через осінь зростає разом із індексом площі листя (рис. 3C). ). Багато інших змінних також впливають на надходження ртуті через падіння, включаючи вік листя34, шорсткість листя, щільність продихів, швидкість вітру39, турбулентність, температуру та передпосушливі періоди.
Відповідно до найвищих показників осадження ртуті, верхній шар ґрунту (0-5 см) лісової ділянки Лос-Амігос мав найвищу загальну концентрацію ртуті (140 нг г-1 у сухий сезон 2018 року; рис. 2E). Крім того, концентрації ртуті були збагачений по всьому виміряному вертикальному профілю ґрунту (діапазон 138–155 нг г-1 на глибині 45 см; Додатковий рис. 3). шахтарське місто (Бока-Колорадо). На цьому місці ми припустили, що надзвичайно високі концентрації можуть бути наслідком локального забруднення елементарної ртуті під час синтезу, оскільки концентрації не підвищуються на глибині (> 5 см). Частка атмосферного осадження ртуті Втрати через втечу з ґрунту (тобто ртуть, викинута в атмосферу) через покрив пологів також можуть бути набагато нижчими в лісистих районах, ніж у знелісених районах40, що свідчить про те, що значна частка ртуті відкладається для збереження.Площа залишається в ґрунті. Загальний вміст ртуті в грунті в первинному лісі заповідника Los Amigos становив 9100 мкг ртутного стовпа м-2 протягом перших 5 см і понад 80 000 мкг рт. ст. м-2 протягом перших 45 см.
Оскільки листя головним чином поглинає атмосферну ртуть, а не ртуть із ґрунту,30,31, а потім переносить цю ртуть у ґрунт шляхом падіння, цілком можливо, що висока швидкість осадження ртуті зумовлює закономірності, що спостерігаються в ґрунті. Ми виявили сильну кореляцію між середнім загальним концентрації ртуті у верхньому шарі ґрунту та загальні концентрації ртуті у всіх лісових районах, тоді як не було жодного зв’язку між вмістом ртуті у верхньому шарі ґрунту та загальною концентрацією ртуті в сильних опадах у обезлісених районах (рис. 3D). загальні потоки ртуті в лісистих районах, але не в районах збезлісення (землі ртуті у верхньому шарі ґрунту та загальні потоки ртуті в опадах).
Майже всі дослідження наземного забруднення ртуттю, пов’язаного з ASGM, були обмежені вимірюванням загального вмісту ртуті, але концентрації метилртуті визначають біодоступність ртуті та подальше накопичення та вплив поживних речовин. У наземних екосистемах ртуть метилюється мікроорганізмами в безкисневих умовах41,42, тому вона загалом вважають, що високогірні ґрунти мають нижчу концентрацію метилртуті. Однак ми вперше зафіксували вимірні концентрації MeHg у ґрунтах Амазонії поблизу ASGM, що свідчить про те, що підвищені концентрації MeHg поширюються за межі водних екосистем і потрапляють у наземне середовище в цих територіях, уражених ASGM. , у тому числі ті, які занурені під час сезону дощів.Ґрунт і ті, які залишаються сухими цілий рік. Найвищі концентрації метилртуті у верхньому шарі ґрунту протягом сухого сезону 2018 року спостерігалися в двох лісистих районах шахти (Бока-Колорадо та заповідник Лос-Амігос; 1,4 нг MeHg/г, 1,4% Hg як MeHg і 1,1 нг MeHg g-1, відповідно, при 0,79% Hg (як MeHg). Оскільки ці відсотки ртуті у формі метилртуті можна порівняти з іншими наземними місцями в усьому світі (додатковий рис. 4), високі концентрації метилртуті, здається, Це пояснюється високим загальним надходженням ртуті та високим вмістом ртуті в ґрунті, а не чистим перетворенням доступної неорганічної ртуті в метилртуть (додатковий рис. 5). Наші результати являють собою перші вимірювання метилртуті в ґрунтах поблизу ASGM у перуанській Амазонії. Згідно з даними інших досліджень, було виявлено більш високе виробництво метилртуті в затоплених і посушливих ландшафтах43,44, і ми очікуємо більш високі концентрації метилртуті в прилеглих сезонних і постійних водно-болотних угіддях.подібні навантаження ртуттю.Хоча метилртуть. Чи існує ризик токсичності для наземної дикої природи поблизу золотодобувної діяльності, ще належить визначити, але ці ліси поблизу діяльності ASGM можуть бути гарячими точками для біонакопичення ртуті в наземних харчових мережах.
Найважливішим і новим наслідком нашої роботи є документування транспортування великої кількості ртуті в ліси, прилеглі до ASGM. Наші дані свідчать про те, що ця ртуть доступна в наземних харчових мережах і рухається через них. Крім того, значна кількість ртуті зберігаються в біомасі та ґрунтах і, ймовірно, будуть вивільнені зі зміною землекористування4 та лісовими пожежами45,46. Південно-східна перуанська Амазонка є однією з найбільш біологічно різноманітних екосистем таксонів хребетних і комах на Землі. Висока структурна складність у незайманих стародавніх тропічних ліси сприяють біорізноманіттю птахів48 і створюють ніші для широкого спектру видів, що мешкають у лісах49. У результаті більше 50% території Мадре-де-Діос визначено охоронюваною територією або національним заповідником50. Міжнародний тиск з метою контролю незаконної діяльності КМЗ в Національний заповідник Тамбопата значно виріс за останнє десятиліття, що призвело до серйозних примусових дій (Operación Mercurio) урядом Перуу 2019 році. Проте наші висновки свідчать про те, що складність лісів, які лежать в основі біорізноманіття Амазонії, робить регіон дуже вразливим до навантаження та зберігання ртуті в ландшафтах із підвищеними викидами ртуті, пов’язаними з ASGM, що призводить до глобальних потоків ртуті через воду.Найвищий зареєстрований вимір кількості базується на наших попередніх оцінках підвищених потоків ртуті в підстилці в незайманих лісах поблизу ASGM. Хоча наші дослідження проводилися в охоронюваних лісах, модель підвищеного надходження та утримання ртуті стосуватиметься будь-якого старого первинного лісу поблизу діяльності КМЗ, включаючи буферні зони, тому ці результати узгоджуються з захищеними та незахищеними лісами.Захищені ліси схожі. Таким чином, ризики ASGM для ртутних ландшафтів пов’язані не лише з прямим імпортом ртуті через атмосферні викиди, розливи та хвости, а й зі здатністю ландшафту вловлювати, зберігати та перетворювати ртуть у більш біодоступну. форми.пов’язані з потенціалом метилртуті, демонструючи різний вплив на глобальні запаси ртуті та наземну дику природу в залежності від лісового покриву поблизу шахт.
Поглинаючи атмосферну ртуть, незаймані ліси поблизу кустарного та дрібномасштабного видобутку золота можуть зменшити ризик ртуті для прилеглих водних екосистем і глобальних атмосферних резервуарів ртуті. Якщо ці ліси вичистити для розширеного видобутку або сільськогосподарської діяльності, залишкова ртуть може бути перенесена з суші у воду екосистем через лісові пожежі, втечу та/або стік45, 46, 51, 52, 53. У перуанській Амазонії близько 180 тонн ртуті використовується щорічно в ASGM54, з яких приблизно чверть викидається в атмосферу55, враховуючи концесію збереження у Лос-Амігос. Ця площа приблизно в 7,5 разів перевищує загальну площу охоронюваних земель і природних заповідників у регіоні Мадре-де-Діос (близько 4 мільйонів гектарів), який має найбільшу частку охоронюваних земель у будь-якій іншій провінції Перу, і ці великі площі незайманих лісів.Частково за межами радіуса осадження ASGM та ртуті. Таким чином, секвестрація ртуті в незайманих лісах недостатня для запобігання потраплянню ртуті, отриманої з ASGM, у регіональні та глобальні атмосферні басейни ртуті, що свідчить про важливість зменшення викидів ртуті ASGM. Доля великих кількостей ртуть, що зберігається в наземних системах, значною мірою залежить від політики збереження. Таким чином, майбутні рішення про те, як управляти незайманими лісами, особливо в районах поблизу діяльності КМЗ, мають наслідки для мобілізації та біодоступності ртуті зараз і в найближчі десятиліття.
Навіть якби ліси могли поглинати всю ртуть, що виділяється в тропічних лісах, це не було б панацеєю від забруднення ртуттю, оскільки наземні харчові мережі також можуть бути вразливими до ртуті. Ми дуже мало знаємо про концентрацію ртуті в біоті в цих незайманих лісах, але це перш за все Вимірювання наземних покладів ртуті та метилртуті в ґрунті свідчать про те, що високий рівень ртуті в ґрунті та високий вміст метилртуті може збільшити вплив на тих, хто живе в цих лісах.Ризики для споживачів з високим рівнем харчування.Дані попередніх досліджень наземної біоакумуляції ртуті в лісах помірного клімату виявили, що концентрація ртуті в крові птахів корелює з концентрацією ртуті в осадових відкладеннях, а співочі птахи, які харчуються їжею, повністю отриманою з землі, можуть мати підвищену концентрацію ртуті 56,57. Підвищений вплив ртуті на співочих птахів пов’язаний зі зниженою репродуктивною продуктивністю та успіхом, зниженням виживання потомства, погіршенням розвитку, поведінковими змінами, фізіологічним стресом і смертністю58,59. Якщо ця модель справедлива для перуанської Амазонки, високі потоки ртуті, які відбуваються в незайманих лісах, можуть призвести до високих концентрацій ртуті у птахів та іншої біологічної природи з можливими несприятливими наслідками. Це особливо занепокоєння, оскільки регіон є глобальною гарячою точкою біорізноманіття60. Ці результати підкреслюють важливість запобігання кустарному та дрібномасштабному видобутку золота в межах національних природоохоронних територій і буферних зон навколо них. Оформлення діяльності АСГМes15,16 може бути механізмом, який гарантує, що охоронювані землі не експлуатуються.
Щоб оцінити, чи потрапляє ртуть, що осідає в цих лісистих районах, у наземну харчову мережу, ми виміряли хвостове пір’я кількох місцевих співочих птахів із заповідника Лос-Амігос (постраждалого від видобутку корисних копалин) і біологічної станції Коча-Кашу (неуражені старі птахи).загальна концентрація ртуті.ростовий ліс), за 140 км від нашого найвищого за течією місця відбору проб Бокаману. Для всіх трьох видів, де на кожному місці було відібрано кілька особин, рівень Hg був підвищений у птахів Лос-Амігос порівняно з Коча-Кашу (рис. 4). картина зберігалася незалежно від харчових звичок, оскільки наша вибірка включала підлісового антипоїда Myrmotherula axillaris, антипожера Phlegopsis nigromaculata, якого переслідували мурахи, і плодожера Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] проти 0,9 мкг г−1 [n = 2], 4,1 [n = 10] проти 1,4 мкг г-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] проти 0,1 мкг г-1 [n = 2]). З 10 Phlegopsis nigromaculata особини, відібрані в Los Amigos, 3 перевищили EC10 (ефективна концентрація для 10% зниження репродуктивного успіху), 3 перевищили EC20, 1 перевищила EC30 (див. критерії EC у Evers58), і жоден окремий Cocha Будь-який вид Cashu не перевищує EC10. Ці попередні виявлено, що середня концентрація ртуті в 2-3 рази вище у співочих птахів із заповідних лісів, прилеглих до діяльності ASGM,і індивідуальні концентрації ртуті до 12 разів вищі, викликають занепокоєння щодо того, що забруднення ртуттю від ASGM може потрапити в наземні харчові мережі.ступінь значного занепокоєння. Ці результати підкреслюють важливість запобігання активності КМЗ в національних парках та прилеглих до них буферних зонах.
Дані були зібрані в Los Amigos Conservation Concessions (n = 10 для Myrmotherula axillaris [підлісок інвертоїдних] і Phlegopsi nigromaculata [інвертоїдних, які слідують за мурахами], n = 46 для Pipra fasciicauda [фруктоїдних]; символ червоного трикутника) і віддалених місцях у Коча Біологічна станція Кашу (n = 2 на вид; символи зеленого кола). Показано, що ефективні концентрації (EC) знижують репродуктивний успіх на 10%, 20% і 30% (див. Evers58). Фотографії птахів, змінені з Schulenberg65.
З 2012 року масштаби ASGM у перуанській Амазонії зросли більш ніж на 40% у захищених територіях і на 2,25% або більше в незахищених територіях. Постійне використання ртуті в кустарному та маломасштабному видобутку золота може мати руйнівний вплив на дику природу які населяють ці ліси. Навіть якщо шахтарі негайно припинять використовувати ртуть, вплив цього забруднювача на ґрунти може тривати століттями, потенційно збільшуючи втрати від вирубки лісів і лісових пожеж61, 62. Таким чином, забруднення ртуттю від ASGM може мати тривалий характер. вплив на біоту незайманих лісів, що прилягають до КМЗ, поточні та майбутні ризики через викиди ртуті у старовікових лісах з найвищою природоохоронною цінністю.і реактивація для максимального збільшення потенціалу забруднення. Наші висновки про те, що наземна біота може бути піддана значному ризику забруднення ртуттю від ASGM, повинні дати додатковий поштовх для подальших зусиль щодо зменшення викидів ртуті з ASGM. Ці зусилля включають різноманітні підходи, від відносно простого уловлювання ртуті дистиляційних систем для більш складних економічних і соціальних інвестицій, які дозволять формалізувати діяльність і зменшать економічні стимули для незаконних КМЗ.
У нас є п’ять станцій у радіусі 200 км від річки Мадре-де-Діос. Ми вибрали місця відбору проб на основі їх близькості до інтенсивної діяльності КМЗ, приблизно 50 км між кожним місцем відбору проб, доступні через річку Мадре-де-Діос (рис. 2A). вибрали дві ділянки без будь-якого видобутку (Бока-Ману та Чіліве, приблизно за 100 і 50 км від ASGM, відповідно), надалі іменовані «віддалені ділянки». Ми вибрали три ділянки в межах зони видобутку, надалі іменовані «Місця видобутку», дві видобувні ділянки у вторинному лісі поблизу міст Бока-Колорадо та Лаберінто та одна видобувна ділянка в незайманому первозданному лісі. Концесії Los Amigos Protection. Будь ласка, зверніть увагу, що на ділянках Бока-Колорадо та Лаберінто в цьому районі видобутку випари ртуті виділялися під час згоряння. ртутно-золота амальгама є частим явищем, але точне місцезнаходження та кількість невідомі, оскільки ця діяльність часто є незаконною та таємною;ми об’єднаємо видобуток корисних копалин і ртуть. Спалювання сплаву разом називається «діяльністю ASGM». Протягом сухого сезону 2018 року (липень і серпень 2018 року) і сезону дощів 2018 року (грудень 2018 року) на вирубках (зони вирубки лісів, повністю вільні від деревних рослин) і під кронами дерев (лісові зони) ми встановили пробовідбірники осаду на п’яти ділянках і в січні 2019 р. для збору вологих опадів (n = 3) і проникнення (n = 4), відповідно. Проби опадів відбирали протягом чотирьох тижнів у сухий сезон і два-три тижні в сезон дощів. Протягом другого року відбору проб сухого сезону (липень і серпень 2019 р.) ми встановили колектори (n = 4) на шести додаткових лісових ділянках у Лос-Амігосі на п’ять тижнів, виходячи з високі темпи осадження, виміряні в перший рік. Загалом у Лос-Амігос є 7 лісових ділянок і 1 ділянка вирубки. Відстань між ділянками становила від 0,1 до 2,5 км. Ми зібрали одну маршрутну точку GPS на ділянку за допомогою портативного GPS Garmin.
Протягом сухого сезону 2018 року (липень-серпень 2018) і сезону дощів 2018 року (грудень 2018-січень 2019) ми розгорнули пасивні пробовідбірники повітря для ртуті в кожному з наших п’яти місць на два місяці (PAS). Один пробовідбірник PAS був розгорнутий на кожному місці під час сухого сезону та два пробовідбірники PAS були розгорнуті під час сезону дощів. PAS (розроблений McLagan та ін. 63) збирає газоподібну елементарну ртуть (GEM) шляхом пасивної дифузії та адсорбції на вуглецевому сорбенті, просоченому сіркою (HGR-AC) через дифузійний бар’єр Radiello©. Дифузійний бар’єр PAS діє як бар’єр проти проходження газоподібних органічних форм ртуті;отже, лише GEM адсорбується вуглецем 64. Ми використовували пластикові кабельні стяжки, щоб прикріпити PAS до стовпа приблизно 1 м над землею. Усі пробовідбірники були запечатані парафільмом або зберігалися в двошарових пластикових пакетах, що закриваються, до та після розгортання. Ми зібраний польовий бланк і дорожній бланк PAS для оцінки забруднення, внесеного під час відбору проб, польового зберігання, зберігання в лабораторії та транспортування зразків.
Під час розгортання всіх п’яти пунктів відбору проб ми розмістили три колектори опадів для аналізу ртуті та два колектори для інших хімічних аналізів, а також чотири прохідні колектори для аналізу ртуті на ділянці вирубки лісу.Колектори та два колектори для інших хімічних аналізів. Колектори знаходяться на відстані одного метра один від одного. Зауважте, що хоча у нас є постійна кількість колекторів, встановлених на кожній ділянці, протягом деяких періодів збору ми маємо менші розміри зразків через затоплення ділянки, людину перешкоди з колекторами та збої з’єднання між трубами та пляшками для збору. У кожному лісі та на ділянці вирубки один колектор для аналізу ртуті містив пляшку на 500 мл, а інший містив пляшку на 250 мл;всі інші колектори для хімічного аналізу містили пляшку об’ємом 250 мл. Ці зразки зберігалися в холодильнику до вивільнення від морозильної камери, потім відправлялися в Сполучені Штати на льоду, а потім зберігалися в замороженому стані до аналізу. Колектор для аналізу ртуті складається зі скляної лійки, через яку через нову трубку з блок-полімеру стирол-етилен-бутадієн-стирол (C-Flex) з новою пляшкою з поліетилентерефталатного ефіру ефіру гліколю (PETG) з петлею, яка діє як паровий шлюз. Під час розгортання всі 250 мл пляшки PETG були підкислені 1 мл соляної кислоти (HCl) зі слідами металу, а всі пляшки з PETG об’ємом 500 мл були підкислені 2 мл HCl із слідами металу. Колектор для інших хімічних аналізів складається з пластикової воронки, з’єднаної з поліетиленовою пляшкою за допомогою нової трубки C-Flex з петля, яка діє як паровий шлюз. Усі скляні воронки, пластикові воронки та поліетиленові пляшки були промиті кислотою перед розгортанням. Ми зібрали зразки за допомогою протоколу чисті руки – брудні руки (метод EPA 1669), зберігали самякомога холодніше до повернення в Сполучені Штати, а потім зберігали зразки при 4°C до аналізу. Попередні дослідження з використанням цього методу показали 90-110% відновлення лабораторних проб нижче межі виявлення та стандартних спайків37.
На кожній із п’яти ділянок ми зібрали листя як листя пологу, відібрали зразки листя, свіжу підстилку та масу підстилки за допомогою протоколу чисті руки–брудні руки (метод EPA 1669). Усі зразки були зібрані відповідно до ліцензії на збір від SERFOR , Перу та імпортований до Сполучених Штатів згідно з імпортною ліцензією Міністерства сільського господарства США. Ми зібрали листя двох видів дерев, що зустрічаються на всіх ділянках: новонародженого виду дерев (Ficus insipida) і дерева середнього розміру (Inga feuilleei). Ми зібрали листя з крон дерев за допомогою рогатки Notch Big Shot протягом сухого сезону 2018 року, сезону дощів 2018 року та сухого сезону 2019 року (n = 3 на вид). Ми зібрали зразки листя (n = 1), збираючи листя з кожної ділянки з гілки менше ніж 2 м над землею протягом сухого сезону 2018, сезону дощів 2018 та сухого сезону 2019. У 2019 році ми також зібрали зразки листя (n = 1) із 6 додаткових лісових ділянок у Лос-Амігосі. Ми зібрали свіжий сміття («насипний сміття») у пластикових сітчастих кошиках(n = 5) протягом сезону дощів 2018 року на всіх п’яти лісових ділянках і протягом сухого сезону 2019 року на ділянці Los Amigos (n = 5). Зауважте, що хоча ми встановили постійну кількість кошиків на кожній ділянці, протягом деяких періодів збору , розмір нашої вибірки був меншим через затоплення місця та втручання людей у збиральники. Усі сміттєві кошики розміщуються в радіусі одного метра від водозбірника. Ми зібрали масове сміття як зразки наземного сміття протягом сухого сезону 2018 року, сезону дощів 2018 року та сухого сезону 2019 року. Під час сухого сезону 2019 року ми також зібрали велику кількість сміття на всіх наших ділянках Los Amigos. Ми охолоджували всі зразки листя, поки їх не можна було заморозити за допомогою морозильної камери, а потім відправили до США на льоду, а потім зберігають у замороженому вигляді до переробки.
Ми зібрали зразки ґрунту в трьох примірниках (n = 3) з усіх п’яти ділянок (відкритого та під навісом) і ділянки Лос-Амігос протягом сухого сезону 2019 року протягом усіх трьох сезонних подій. Усі зразки ґрунту були зібрані в межах одного метра від колектора опадів. Ми зібрали зразки ґрунту як верхній шар ґрунту під шаром підстилки (0–5 см) за допомогою пробовідбірника ґрунту. Крім того, протягом сухого сезону 2018 року ми зібрали керни ґрунту глибиною до 45 см і розділили їх на п’ять сегментів глибини. У Laberinto ми могли збирайте лише один профіль ґрунту, оскільки рівень грунтових вод знаходиться близько до поверхні ґрунту. Ми зібрали всі зразки за допомогою протоколу чиста рука-брудна рука (метод EPA 1669). Ми охолоджували всі зразки ґрунту, доки їх не можна було заморозити за допомогою морозильної камери, а потім відправили на льоду до Сполучених Штатів, а потім зберігається в замороженому вигляді до переробки.
Використовуйте туманні гнізда, встановлені на світанку та в сутінках, щоб ловити птахів у найхолоднішу пору дня. У заповіднику Los Amigos ми розмістили п’ять туманних гнізд (1,8 × 2,4) у дев’яти місцях. На біостанції Cocha Cashu ми розмістили 8 до 10 туманних гнізд (12 x 3,2 м) у 19 місцях. На обох ділянках ми зібрали перше центральне хвостове перо кожного птаха, або, якщо ні, наступне найстаріше перо. Ми зберігаємо пір’я в чистих пакетах Ziploc або манільських конвертах із силіконом. Ми зібрали фотографічні записи та морфометричні вимірювання для ідентифікації видів відповідно до Шуленберга65. Обидва дослідження були підтримані SERFOR і отримали дозвіл від Ради з досліджень тварин (IACUC). Порівнюючи концентрації ртуті в пташиному пір’ї, ми досліджували ті види, чиє пір’я було зібрано в Los Amigos Conservation Concession та біологічна станція Cocha Cashu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Щоб визначити індекс площі листя (LAI), дані лідара були зібрані за допомогою лабораторії безпілотних літальних апаратів GatorEye, безпілотної літальної системи з синтезом сенсорів (докладніше див. на www.gatoreye.org, також доступно за посиланням «2019 Peru Los Friends» June» ) 66. Лідар було зібрано в Los Amigos Conservation Conservation у червні 2019 року на висоті 80 м, швидкості польоту 12 м/с і відстані 100 м між сусідніми маршрутами, тож рівень охоплення бокових відхилень досяг 75 %. Щільність точок, розподілених по вертикальному профілі лісу, перевищує 200 точок на квадратний метр. Зона польоту перекриває всі зони відбору проб у Лос-Амігосі протягом сухого сезону 2019 року.
Ми кількісно визначили загальну концентрацію Hg GEM, зібраних PAS, за допомогою термічної десорбції, синтезу та атомно-абсорбційної спектроскопії (метод USEPA 7473) за допомогою інструменту Hydra C (Teledyne, CV-AAS). Ми відкалібрували CV-AAS за допомогою Національного інституту стандартів. і технології (NIST) Стандартний еталонний матеріал 3133 (стандартний розчин Hg, 10,004 мг г-1) з межею виявлення 0,5 нг Hg. Ми виконали безперервну перевірку калібрування (CCV) за допомогою NIST SRM 3133 і стандарти контролю якості (QCS) за допомогою NIST 1632e (бітумінозне вугілля, 135,1 мг г-1). Ми розділили кожен зразок на різні човни, помістили його між двома тонкими шарами порошку карбонату натрію (Na2CO3) і покрили тонким шаром гідроксиду алюмінію (Al(OH) 3) порошок67. Ми виміряли загальний вміст HGR-AC у кожному зразку, щоб усунути будь-яку неоднорідність у розподілі ртуті в сорбенті HGR-AC. Тому ми розрахували концентрацію ртуті для кожного зразка на основі суми загальної ртуті, виміряної за кожна посудина іповний вміст сорбенту HGR-AC у PAS. Враховуючи, що лише один зразок PAS був зібраний з кожного місця для вимірювання концентрації протягом сухого сезону 2018 року, контроль якості методу та забезпечення якості проводилися шляхом групування зразків із контрольними процедурами холостого зразка, внутрішніми стандартами та матрицею Під час сезону дощів 2018 року ми повторили вимірювання зразків PAS. Значення вважалися прийнятними, коли відносна відсоткова різниця (RPD) вимірювань CCV і стандартів, узгоджених з матрицею, були в межах 5% від прийнятного. і всі процедурні бланки були нижчими за межу виявлення (BDL). Ми скоригували загальний вміст ртуті, виміряний у PAS, з використанням концентрацій, визначених із польових і трипових порожніх проб (0,81 ± 0,18 нг г-1, n = 5). Ми розрахували GEM концентрації з використанням сумарної маси адсорбованої ртуті, виправленої на бланк, поділеної на час розгортання та швидкість відбору (кількість повітря для видалення газоподібної ртуті за одиницю часу);0,135 м3 день-1)63,68, з поправкою на температуру та вітер з World Weather Online Середні вимірювання температури та вітру, отримані для регіону Мадре-де-Діос68. Стандартна помилка, повідомлена для виміряних концентрацій GEM, базується на помилці зовнішнього стандарту запускати до і після зразка.
Ми проаналізували зразки води на загальний вміст ртуті шляхом окислення хлоридом брому протягом щонайменше 24 годин, з подальшим відновленням хлориду олова, продувкою та аналізом уловлювачів, атомною флуоресцентною спектроскопією холодної пари (CVAFS) і розділенням газової хроматографії (GC) (метод EPA). 1631 автоматичного аналізатора загального вмісту ртуті Tekran 2600, версія E). Ми провели CCV на пробах сухого сезону 2018 року, використовуючи сертифіковані Ultra Scientific водні стандарти ртуті (10 мкг L-1) і початкову перевірку калібрування (ICV) з використанням еталонного матеріалу, сертифікованого NIST. 1641D (ртуть у воді, 1,557 мг кг-1) ) з межею виявлення 0,02 нг L-1. Для проб вологого сезону 2018 року та сухого сезону 2019 року ми використовували загальний стандарт ртуті Brooks Rand Instruments (1,0 нг L-1 ) для калібрування та CCV і багатоелементної мас-спектрометрії SPEX Centriprep з індуктивно зв’язаною плазмою (ICP-MS) для стандарту розчину ICV 2 A з межею виявлення 0,5 нг L-1. Усі стандарти відновлено в межах 15% від прийнятних значень. Field холості, холості розщеплення та аналітичні холости – усі BDL.
Ми ліофілізували зразки ґрунту та листя протягом п’яти днів. Ми гомогенізували зразки та проаналізували їх на загальний вміст ртуті за допомогою термічного розкладання, каталітичного відновлення, синтезу, десорбції та атомно-абсорбційної спектроскопії (метод EPA 7473) на Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA). -80). Для зразків сухого сезону 2018 року ми провели випробування DMA-80, використовуючи NIST 1633c (зола-винесення, 1005 нг г-1) і сертифікований Національною дослідницькою радою Канади стандартний матеріал MESS-3 (морський осад, 91 нг г-1). -1).Калібрування.Ми використовували NIST 1633c для CCV і MS і MESS-3 для QCS з межею виявлення 0,2 нг рт. нг Л-1). Ми використовували стандартний еталонний матеріал NIST 2709a (ґрунт Сан-Хоакін, 1100 нг г-1) для CCV і MS і DORM-4 (рибний білок, 410 нг г-1) для КЯ з межею виявлення 0,5 ng Hg. Для всіх сезонів ми проаналізували всі зразки в дублікатних і прийнятних значеннях, коли RPD між двома зразками було в межах 10%. Середнє відновлення для всіх стандартів і матриць спайки були в межах 10% від прийнятних значень, і всі порожні проби були BDL. Усі зазначені концентрації є сухою вагою.
Ми проаналізували метилртуть у пробах води з усіх трьох сезонних видів діяльності, зразках листя з сухого сезону 2018 року та зразках ґрунту з усіх трьох сезонних видів діяльності. Ми екстрагували зразки води слідами сірчаної кислоти протягом щонайменше 24 годин, 69 переварених листя з 2 % гідроксиду калію в метанолі протягом щонайменше 48 годин при 55°C протягом щонайменше 70 годин і розщеплюють ґрунт за допомогою мікрохвильової печі з мікрохвильовою піччю кислотою HNO3, що містить сліди металів71,72.Ми проаналізували зразки сухого сезону 2018 року шляхом етилування води з використанням тетраетилборату натрію, продувки та пастки та CVAFS на спектрометрі Tekran 2500 (метод EPA 1630). Ми використовували стандарти MeHg акредитованої лабораторії Frontier Geosciences та QCS осаду з використанням ERM CC580 для калібрування та CCV з межа виявлення методу становить 0,2 нг L-1. Ми проаналізували зразки сухого сезону 2019 року з використанням тетраетилборату натрію для етилування води, очищення та уловлювання, CVAFS, ГХ та ІСП-МС на Agilent 770 (метод EPA 1630)73. Стандарти метилртуті Brooks Rand Instruments (1 нг L−1) для калібрування та CCV з межею виявлення методу 1 пг. Усі стандарти відновлювалися в межах 15% від прийнятних значень для всіх сезонів, і всі холости були BDL.
У нашій токсикологічній лабораторії Інституту біорізноманіття (Портленд, Мен, США) межа виявлення методу становила 0,001 мкг г-1. Ми відкалібрували DMA-80 за допомогою DOLT-5 (печінка собачої риби, 0,44 мкг г-1), CE-464 (5,24 мкг г-1) і NIST 2710a (ґрунт штату Монтана, 9,888 мкг г-1). Ми використовуємо DOLT-5 і CE-464 для CCV і QCS. Середнє відновлення для всіх стандартів було в межах 5% від прийнятних значень, і всі порожні проби були BDL. Усі повтори були в межах 15% RPD. Усі зареєстровані загальні концентрації ртуті в пір’ї є свіжою вагою (fw).
Ми використовуємо мембранні фільтри 0,45 мкм для фільтрації зразків води для додаткового хімічного аналізу. Ми проаналізували зразки води на аніони (хлорид, нітрат, сульфат) і катіони (кальцій, магній, калій, натрій) за допомогою іонної хроматографії (метод EPA 4110B) [USEPA, 2017a] за допомогою іонного хроматографа Dionex ICS 2000. Усі стандарти відновлювалися в межах 10% від прийнятних значень, і всі холости були BDL. Ми використовуємо Thermofisher X-Series II для аналізу мікроелементів у зразках води за допомогою мас-спектрометрії з індуктивно пов’язаною плазмою. Прилад калібрувальні стандарти були підготовлені серійним розведенням сертифікованого стандарту води NIST 1643f. Усі пробіли є BDL.
Усі потоки та басейни, зазначені в тексті та на малюнках, використовують середні значення концентрації для сухого та дощового сезонів. Див. Додаткову таблицю 1 для оцінок басейнів та потоків (середньорічні потоки для обох сезонів) з використанням мінімальних та максимальних виміряних концентрацій протягом сухий і дощовий сезони. Ми розрахували потоки ртуті в лісах від Los Amigos Conservation Concession як сумарне надходження ртуті через падіння та сміття. Ми розрахували потоки Hg від вирубки лісів за масовими опадами. і доступний в АССА за запитом), ми розрахували середню сукупну річну кількість опадів за останнє десятиліття (2009-2018 рр.), яка становить приблизно 2500 мм на рік-1. Зверніть увагу, що в 2018 календарному році річна кількість опадів близька до цього середнього ( 2468 мм), тоді як на найвологіші місяці (січень, лютий і грудень) припадає приблизно половина річної кількості опадів (1288 мм із 2468 мм).Тому ми використовуємо середнє значення концентрацій вологого та сухого сезонів у всіх розрахунках потоку та басейну. Це також дозволяє нам враховувати не лише різницю в опадах між вологим та сухим сезонами, але й різницю в рівнях активності ASGM між цими двома сезонами. літературні значення зареєстрованих річних потоків ртуті з тропічних лісів змінюються між розширенням концентрації ртуті в сухий і дощовий сезони або лише в сухий сезон. При порівнянні наших розрахункових потоків з літературними значеннями ми безпосередньо порівнюємо наші розрахункові потоки ртуті, тоді як інше дослідження бере зразки як у сухий, так і вологий сезони, і переоцінили наші потоки, використовуючи лише концентрації ртуті в сухий сезон, коли в іншому дослідженні брали проби лише в сухий сезон (наприклад, 74).
Щоб визначити загальний річний вміст ртуті в опадах, об’ємних опадах і смітті в Лос-Амігосі, ми використали різницю між середнім загальним вмістом сухого сезону (середнє значення для всіх ділянок Лос-Амігоса в 2018 і 2019 роках) і сезону дощів (середнє значення 2018 року). концентрація ртуті. Для загальної концентрації ртуті в інших місцях використовувалися середні концентрації між сухим сезоном 2018 року та сезоном дощів 2018 року. Для навантаження метилртуті ми використовували дані сухого сезону 2018 року, єдиного року, для якого було виміряно вміст метилртуті. Щоб оцінити потоки ртуті підстилки, ми використали літературні оцінки кількості сміття та концентрації ртуті, зібраної з листя в кошиках для сміття, у 417 г м-2 рік-1 у перуанській Амазонці. Для ґрунтового басейну Hg у верхніх 5 см ґрунту, ми використали виміряну загальну Hg у ґрунті (сухі сезони 2018 та 2019 років, сезон дощів 2018 року) і концентрації MeHg у сухий сезон 2018 року з оціночною насипною щільністю 1,25 г см-3 у бразильській Амазонці75. Ми можемо лише пВиконайте ці бюджетні розрахунки на нашому головному дослідницькому місці, Лос-Амігос, де доступні довгострокові набори даних про кількість опадів і де повна структура лісу дозволяє використовувати попередньо зібрані оцінки сміття.
Ми обробляємо лінії польоту лідара за допомогою робочого процесу багатомасштабної постобробки GatorEye, який автоматично обчислює чисту об’єднану хмару точок і растрові продукти, включаючи цифрові моделі рельєфу (DEM) з роздільною здатністю 0,5 × 0,5 м. Ми використовували DEM і очищені хмари точок лідара (WGS-84, UTM). 19S метрів) як вхідні дані для робочого процесу GatorEye Leaf Area Density (G-LAD), який обчислює калібровані оцінки площі листя для кожного вокселя (м3) (м2) на землі у верхній частині крони з роздільною здатністю 1 × 1 × 1 м, і похідний LAI (сума LAD у кожному вертикальному стовпчику 1 × 1 м). Потім витягується значення LAI кожної нанесеної точки GPS.
Ми виконали всі статистичні аналізи за допомогою статистичного програмного забезпечення R версії 3.6.176 і всі візуалізації за допомогою ggplot2. Ми виконали статистичні тести з використанням альфа 0,05. Зв’язок між двома кількісними змінними було оцінено за допомогою звичайної регресії найменших квадратів. Ми виконали порівняння між сайтами за допомогою непараметричний критерій Крускала та попарний критерій Вілкокса.
Усі дані, включені в цей рукопис, можна знайти в Додатковій інформації та пов’язаних файлах даних. Conservación Amazónica (ACCA) надає дані про опади на запит.
Natural Resources Defence 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. Прискорена втрата охоронюваних лісів через видобуток золота в перуанській Amazon.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017).
Espejo, JC та ін. Знищення та деградація лісів у результаті видобутку золота в перуанській Амазонії: перспектива на 34 роки. Дистанційне зондування 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. та ін. Розширення штучних озер посилює забруднення ртуттю внаслідок видобутку золота. Science.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Підвищені рівні води та сезонні інверсії річкових завислих відкладень у гарячих точках тропічного біорізноманіття внаслідок кустарного видобутку золота. Process.National Academy of Sciences.science.US 116, 23936–23941 (2019).
Абе, Каліфорнія та ін. Моделювання впливу зміни земельного покриву на концентрацію осадів у золотодобувному басейні Амазонки.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).
Час публікації: 24 лютого 2022 р