Täname, et külastasite veebisaiti Nature.com. Teie kasutatav brauseri versioon toetab CSS-i piiratud ulatuses. Parima kasutuskogemuse tagamiseks soovitame teil kasutada värskendatud brauserit (või Internet Exploreris ühilduvusrežiim välja lülitada). Seni aga veenduge, et jätkuvat tuge, kuvame saidi ilma stiilide ja JavaScriptita.
Lõunapoolkeral käsitöönduslikust ja väikesemahulisest kullakaevandamisest pärit elavhõbedaheitmed ületavad söe põletamist kui maailma suurimat elavhõbedaallikat. Uurime elavhõbeda ladestumist ja ladustamist Peruu Amazonases, mida on tugevalt mõjutanud käsitöönduslik kullakaevandamine. Puutumata metsad Peruu Amazonases lähedal kullakaevandustesse sattus erakordselt palju elavhõbedat, kõrgenenud üld- ja metüülelavhõbedasisaldus atmosfääris, võrade lehtedes ja pinnases. Siin näitame esimest korda, et puutumata metsavõrad käsitöönduslike kullakaevanduste lähedal püüavad kinni suures koguses tahkeid osakesi ja gaasilist elavhõbedat proportsionaalse kiirusega. lehtede kogupindalale. Dokumenteerime elavhõbeda olulise akumuleerumise pinnases, biomassis ja elavates laululindudes mõnes Amazonase kõige kaitstud ja bioloogilise mitmekesisuse rikkamas piirkonnas, mis tõstatab olulisi küsimusi selle kohta, kuidas elavhõbedareostus piirab tänapäevaseid ja tulevasi looduskaitsealaseid jõupingutusi nendes troopilistes ökosüsteemides. .
Kasvav väljakutse troopiliste metsade ökosüsteemidele on käsitöönduslik ja väikesemahuline kullakaevandamine (ASGM). Sellist kullakaevandamise vormi kasutatakse sageli mitteametlikult või ebaseaduslikult enam kui 70 riigis ja see moodustab umbes 20% maailma kullatoodangust1. Samas kui ASGM on kohalikele kogukondadele oluline elatusallikas, selle tulemuseks on laialdane metsade raadamine2,3, metsade ulatuslik muutmine tiikideks4, lähedalasuvate jõgede kõrge settesisaldus5,6 ning see on oluline globaalse atmosfääri elavhõbeda (Hg) heitkoguste eraldumine ja suurim. magevee elavhõbeda allikad 7. Paljud intensiivistunud ASGM kohad asuvad globaalsetes bioloogilise mitmekesisuse levialades, mille tulemuseks on mitmekesisuse vähenemine8, tundlike liikide9 ning inimeste10,11,12 ja tippkiskjate13, 14 suur kokkupuude elavhõbedaga. Hinnanguliselt 675–1000 tonni Hg yr-1 lenduvad ja paisatakse igal aastal ASGM-i operatsioonide käigus maailma atmosfääri7. Suurte elavhõbedakoguste kasutamine käsitöönduslikus ja väikesemahulises kullakaevandamises on muutnud peamised allikadatmosfääri elavhõbeda heitkoguste suurenemine põhjaosast maailma lõunaossa, mis mõjutab elavhõbeda saatust, transporti ja kokkupuute mustreid. Siiski on vähe teada nende atmosfääri elavhõbedaheitmete saatusest ning nende ladestumise ja kogunemise mustritest ASGM-i mõjutatud maastikel.
Rahvusvaheline Minamata elavhõbedakonventsioon jõustus 2017. aastal ja selle artiklis 7 käsitletakse konkreetselt käsitöönduslikust ja väikesemahulisest kullakaevandamisest tulenevat elavhõbeda heitkogust. ASGM-is lisatakse setetele vedelat elementaarset elavhõbedat või kulla eraldamiseks maagi. Seejärel amalgaami kuumutatakse, kulla kontsentreerimine ja gaasilise elementaarse elavhõbeda (GEM; Hg0) atmosfääri paiskamine. Seda hoolimata selliste rühmade nagu ÜRO Keskkonnaprogrammi (UNEP) Global Mercury Partnership, ÜRO Tööstusarengu Organisatsiooni (UNIDO) ja valitsusväliste organisatsioonide jõupingutustest julgustada kaevurid elavhõbeda heitkoguste vähendamiseks.Selle kirjutamise seisuga 2021. aastal on Minamata konventsioonile alla kirjutanud 132 riiki, sealhulgas Peruu, ning asunud välja töötama riiklikke tegevuskavasid, et käsitleda konkreetselt ASGM-ga seotud elavhõbedaheitmete vähendamist. Akadeemikud on nõudnud nende riiklike tegevuskavade koostamist. olema kaasav, jätkusuutlik ja terviklik, võttes arvesse sotsiaalmajanduslikke tegureid ja keskkonnaohte15,16,17,18.Praegused plaanid elavhõbeda keskkonnas leiduvate tagajärgedega tegelemiseks keskenduvad elavhõbedariskidele, mis on seotud käsitööndusliku ja väikesemahulise kullakaevandamisega veeökosüsteemide lähedal, kaasates kaevureid ja inimesi, kes elavad amalgaamipõletuse läheduses, ning kogukondi, kes tarbivad suures koguses röövkalu .Elavhõbedaga kokkupuude tööalane amalgaami põlemisel tekkivate elavhõbedaaurude sissehingamine, toidu kaudu saadav elavhõbedaga kokkupuude kalade tarbimise kaudu ja elavhõbeda bioakumuleerumine veekogudes on olnud enamiku ASGM-iga seotud teadusuuringute keskmes, sealhulgas Amazonases.Varasemad uurimused (nt vt Lodenius ja Malm19).
Maapealseid ökosüsteeme ohustab ka ASGM elavhõbedaga kokkupuude. ASGM-ist vabanev atmosfääri Hg, kuna GEM võib maismaale naasta kolme peamise tee kaudu20 (joonis 1): GEM võib adsorbeerida atmosfääri osakestesse, mis seejärel kinni jäävad. pinnad;Taimed võivad GEM-i otse omastada ja nende kudedesse sisse viia;lõpuks saab GEM-i oksüdeerida Hg(II)-liikideks, mida saab kuivalt ladestada, adsorbeerida atmosfääriosakestesse või vihmavette kaasa haarata. Need teed varustavad mulda elavhõbedaga läbi kukkumisvee (st sademete kaudu üle puuvõra), allapanu ja vastavalt sademeid.Märgsademist saab määrata avatud ruumidesse kogutud setetes leiduvate elavhõbeda voogudega.Kuivsadestamise saab määrata allapanu elavhõbeda voo ja sügisel elavhõbeda voo summana, millest on lahutatud elavhõbeda voog sademetes. Paljud uuringud on dokumenteerinud elavhõbeda rikastumist maismaa- ja veeökosüsteemides ASGM-i aktiivsuse vahetus läheduses (vt näiteks kokkuvõtvat tabelit Gerson et al. 22), mis on tõenäoliselt nii elavhõbeda settesisendumise kui ka elavhõbeda otsese vabanemise tulemusena. elavhõbeda sadestumine ASGM lähedal võib olla tingitud elavhõbeda-kulla amalgaami põlemisest, on ebaselge, kuidas see Hg piirkondlikul maastikul transporditakse ja erinevate sadestumise suhteline tähtsusASGM-i lähedal asuvad teed.
Elavhõbe, mis eraldub gaasilise elementaarse elavhõbeda (GEM; Hg0) kujul, võib ladestuda maastikku kolme atmosfääri kaudu. Esiteks saab GEM oksüdeerida ioonseks Hg-ks (Hg2+), mis võib veepiiskadena kaasa haarata ja lehtede pinnale märja või märjana ladestuda. kuivad ladestused.Teiseks võivad GEM-id adsorbeerida atmosfääri tahkeid osakesi (Hgp), mille lehestik kinni haarab ja koos kinnijäänud ioonse Hg-ga jugade kaudu maastikku uhutakse. Kolmandaks, GEM võib imenduda lehtede kudedesse, samal ajal kui Hg ladestub lehtede kudedesse. maastik allapanuna. Koos langeva vee ja allapanuga peetakse elavhõbeda koguladestumise hinnangut. Kuigi GEM võib difundeeruda ja adsorbeeruda otse pinnasesse ja allapanu77, ei pruugi see olla elavhõbeda maismaaökosüsteemidesse sisenemise peamine tee.
Eeldame, et gaasilise elementaarse elavhõbeda kontsentratsioon väheneb elavhõbeda emissiooniallikatest kaugenedes. Kuna kaks kolmest elavhõbeda sadestumise viisist maastikele (läbi kukkumise ja allapanu) sõltuvad elavhõbeda vastastikmõjust taimepindadega, saame ennustada ka elavhõbeda sadestumise kiirust. ökosüsteemidesse sadestunud ja kui tõsine see on loomadele Mõju riski määrab taimkatte struktuur, nagu näitavad vaatlused põhjapoolsetel laiuskraadidel boreaalsetes ja parasvöötme metsades23. Samas tunnistame ka, et ASGM aktiivsus esineb sageli troopikas, kus võrastiku struktuur on ja paljastatud lehtede pindala suhteline arvukus on väga erinev. Elavhõbeda sadestumise radade suhtelist tähtsust nendes ökosüsteemides ei ole selgelt kvantifitseeritud, eriti elavhõbeda emissiooniallikate lähedal asuvate metsade puhul, mille intensiivsust boreaalsetes metsades täheldatakse harva. uuringus esitame järgmised küsimused: (1) Kuidas gaasilise elementaarse elavhõbeda kontsentratsioonid jaladestumise rajad varieeruvad sõltuvalt ASGM lähedusest ja piirkondliku võra lehtede pindalaindeksist?(2) Kas elavhõbeda ladestumine pinnases on seotud atmosfääri sisenditega?(3) Kas on tõendeid elavhõbeda suurenenud bioakumulatsiooni kohta metsas elavatel laululindudel ASGM-i lähedal? See uuring on esimene, kes uurib elavhõbeda sadestumise sisendeid ASGM aktiivsuse lähedal ja seda, kuidas võrakate korreleerub nende mustritega, ning esimene, kes mõõtis metüülelavhõbeda (MeHg) kontsentratsiooni Peruu Amazonase maastikul. Mõõtsime GEM-i atmosfääris ning kogusademeid, läbitungimist, kogusummat. elavhõbe ja metüülelavhõbe lehtedes, allapanu ja pinnases metsades ja raadatud elupaikades Madre de Diose jõe 200-kilomeetrisel lõigul Peruu kaguosas. Eeldasime, et ASGM-i ja Hg-kulla amalgaami põletavate kaevanduslinnade lähedus on kõige olulisem. tegurid, mis mõjutavad atmosfääri Hg kontsentratsiooni (GEM) ja niisket Hg sadestumist (suur sademete hulk). Kuna elavhõbeda kuiv sadestumine (läbitung + allapanu) on seotud tr-gaee võrastiku struktuur,21,24 eeldame ka metsaaladel suuremat elavhõbedasisaldust kui külgnevatel raadatavatel aladel, mis kõrget lehtede pindalaindeksit ja elavhõbeda püüdmise potentsiaali arvestades on üks punkt eriti murettekitav.Puutu Amazonase mets.Edasime ka hüpoteesi, et fauna Kaevanduslinnade lähedal asuvates metsades elades oli elavhõbeda tase kõrgem kui kaevandusaladest kaugel elaval loomastikul.
Meie uurimised viidi läbi Madre de Diose provintsis Peruu kaguosas Amazonases, kus üle 100 000 hektari metsa on raadatud, moodustades kaitsealuste maade ja riiklike kaitsealade kõrval ja mõnikord ka alluviaalse ASGM3. Käsitöö- ja väikesemahuline kuld. Kaevandamine jõgede ääres selles Lääne-Amasoonia piirkonnas on viimase kümnendi jooksul järsult kasvanud25 ning see suureneb eeldatavasti kõrge kullahinna ja suurenenud ühenduvuse tõttu linnakeskustega ookeaniüleste kiirteede kaudu Tegevused jätkuvad 3. Valisime välja kaks kaevandamiskohta (Boca Manu ja Chilive , vastavalt ligikaudu 100 ja 50 km kaugusel ASGM-ist) – edaspidi „kaugkohad“ – ja kolm kaevandamispiirkonnas asuvat ala – edaspidi „kaugkohad“ (joonis 2A). Kaks kaevandamist alad asuvad teiseses metsas Boca Colorado ja La Bellinto linnade lähedal ning üks kaevanduskoht asub Los Amigose kaitseala puutumatus vanas metsas.n Kontsessioon. Pange tähele, et kaevanduse Boca Colorado ja Laberinto kaevandustes esineb elavhõbeda-kulla amalgaami põlemisel eralduvat elavhõbedaauru sageli, kuid täpne asukoht ja kogus on teadmata, kuna need tegevused on sageli mitteametlikud ja salajased;ühendame kaevandamise ja elavhõbeda sulami põletamist nimetatakse ühiselt "ASGM-i tegevuseks". Paigaldasime igas kohas setteproovivõtjad nii kuival kui ka vihmasel hooajal lagendikele (raadamisalad, kus puuduvad puittaimed) ja puude võrade alla (mets). piirkondades) kokku kolme hooajalise sündmuse jaoks (igaüks kestis 1–2 kuud) ) Märgsademe ja läbitungimise langus koguti eraldi ning GEM kogumiseks kasutati avatud ruumi passiivseid õhuproovide võtjaid. esimesel aastal mõõdetud määradega paigaldasime Los Amigos kuuele täiendavale metsatükile kollektorid.
Viie proovivõtukoha kaardid on näidatud kollaste ringidena.Kaks asukohta (Boca Manu, Chilive) asuvad käsitöönduslikust kullakaevandamisest kaugel ning kolm kohta (Los Amigos, Boca Colorado ja Laberinto) asuvad kaevandamisest mõjutatud piirkondades. , kus kaevanduslinnad on kujutatud siniste kolmnurkadena. Illustratsioonil on kujutatud tüüpiline kauge metsaga kaetud ja raadatud ala, mida kaevandamine mõjutab.Kõigil joonistel tähistab katkendjoon eraldusjoont kahe kõrvalise koha (vasakul) ja kolme kaevandamisest mõjutatud ala vahel ( paremal).B Gaasilise elementaarse elavhõbeda (GEM) kontsentratsioonid igas kohas 2018. aasta kuival hooajal (n = 1 sõltumatu proov koha kohta; ruudu sümbolid) ja niiske hooaja (n = 2 sõltumatut proovi; ruudu sümbolid) hooajal.C Elavhõbeda kogukontsentratsioonid 2018. aasta kuival hooajal metsas kogutud sademete (roheline kastplot) ja raadamise (pruun kastplott) aladel. Kõigi kastdiagrammide puhul tähistavad jooned mediaane, kastid näitavad Q1 ja Q3, vurrud esindavad 1,5-kordset kvartiilidevahelist vahemikku (n =5 sõltumatut proovi metsaala kohta, n = 4 sõltumatut proovi raadamiskoha proovi kohta).D Ficus insipida ja Inga feuillei võradest kogutud lehtede elavhõbeda kogukontsentratsioon 2018. aasta kuival hooajal (vasak telg;vastavalt tumerohelised ruudu- ja helerohelised kolmnurgasümbolid) ja maapinnal olevast allapanust (parem telg; oliivrohelise ringi sümbolid). Väärtused on näidatud keskmise ja standardhälbena (n = 3 sõltumatut proovi eluslehtede kohta saidi kohta, n = 1 sõltumatu proov allapanu jaoks.E Elavhõbeda kogukontsentratsioon pinnases (ülemine 0–5 cm), mis on kogutud metsade (roheline kastmisala) ja raadamise (pruun boxplot) aladel 2018. aasta kuival hooajal (n = 3 sõltumatut proovi kasvukoha kohta ).Teiste aastaaegade andmed on näidatud joonisel 1.S1 ja S2.
Atmosfääri elavhõbeda kontsentratsioonid (GEM) vastasid meie prognoosidele, kõrged väärtused ASGM aktiivsuse ümber – eriti Hg-kulla amalgaami põletavate linnade ümbruses – ja madalad väärtused aktiivsetest kaevanduspiirkondadest kaugel (joonis 2B). kaugemates piirkondades on GEM-i kontsentratsioonid alla globaalse keskmise foonkontsentratsiooni lõunapoolkeral umbes 1 ng m-326. Seevastu GEM-i kontsentratsioonid kõigis kolmes kaevanduses olid 2–14 korda kõrgemad kui kaugemates kaevandustes ja kontsentratsioonid lähedal asuvates kaevandustes ( kuni 10,9 ng m-3) olid võrreldavad linna- ja linnapiirkondade omadega ning ületasid mõnikord USA, Hiina ja Korea tööstuspiirkondade omasid 27. See GEM muster Madre de Dios on kooskõlas elavhõbeda-kulda amalgaami põletamisega. peamine kõrgendatud atmosfääri elavhõbeda allikas selles kauges Amazonase piirkonnas.
Kui GEM-i kontsentratsioonid lagendikel jälgisid kaevandamise lähedust, sõltus elavhõbeda kogukontsentratsioon läbitungivates koskedes kaevandamise lähedusest ja metsa võrastiku struktuurist. See mudel viitab sellele, et GEM-i kontsentratsioonid üksi ei ennusta, kus kõrge elavhõbeda sadestub maastikul. Mõõtsime kõrgeima taseme. elavhõbeda kontsentratsioonid kaevandusala puutumatutes küpsetes metsades (joonis 2C). Los Amigose looduskaitsealadel oli kuival hooajal kõrgeim keskmine elavhõbeda kogukontsentratsioon (vahemik: 18–61 ng L-1) kirjanduses ja see oli võrreldav. tasemeni, mis on mõõdetud kinaveri kaevandamise ja tööstusliku söe põletamisega saastunud kohtades.Erinevus, 28 Guizhous, Hiinas.Meile teadaolevalt esindavad need väärtused maksimaalset aastast elavhõbeda voogu, mis on arvutatud elavhõbeda kontsentratsioonide ja sademete hulga (71 µg m-2 a.-1; täiendav tabel 1) põhjal. Ülejäänud kahes kaevanduskohas ei olnud elavhõbeda üldsisaldus kaugemate kaevanduskohtadega võrreldes kõrgem (vahemik: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 a.-1). Kui Hg välja arvata, siis ainult alumiinium ja mangaani läbilaskevõime oli kaevandusalal tõusnud, tõenäoliselt kaevandamisega seotud maa puhastamise tõttu;kõik muud mõõdetud peamised ja mikroelemendid ei erinenud kaevandamise ja kaugemate piirkondade vahel (täiendav andmefail 1), mis on kooskõlas lehtede elavhõbeda dünaamikaga 29 ja ASGM-amalgaami põlemisega, mitte õhus lenduva tolmuga, mis on peamine elavhõbeda allikas läbitungiva sügisel. .
Lisaks sellele, et taimelehed toimivad tahkete osakeste ja gaasilise elavhõbeda adsorbentidena, suudavad taimelehed GEM-i otse kudedesse absorbeerida ja integreerida30,31. Tegelikult on prügikast ASGM-i aktiivsusele lähedal asuvates kohtades elavhõbeda sadestumise peamine allikas. Hg keskmine kontsentratsioon (0,080) –0,22 µg g-1), mõõdetuna kõigis kolmes kaevanduspaigas elavates võralehtedes, ületas Põhja-Ameerika, Euroopa ja Aasia parasvöötme, boreaalsete ja alpimetsade ning Lõuna-Ameerika teiste Amazonase metsade puhul avaldatud väärtusi. asub Lõuna-Ameerikas.Kaugpiirkonnad ja lähedalasuvad punktallikad 32, 33, 34. Lehestiku elavhõbeda kontsentratsioonid on võrreldavad Hiina subtroopiliste segametsade ja Brasiilia Atlandi ookeani metsade lehtede elavhõbeda kontsentratsioonidega (joonis 2D)32, 33, 34. GEM mudeli järgi on kõrgeim Elavhõbeda kogukontsentratsiooni puistes allapanu ja võralehtedes mõõdeti kaevandusala sekundaarsetes metsades. Kuid hinnangulised elavhõbedajäätmete vood olid suurimad Los Amigose kaevanduse puutumatus ürgmetsas, tõenäoliselt suurema jäätmemassi tõttu. Korrutasime varem teatas Peruu Amazon 35 pesakonnas mõõdetud Hg-ga (märja ja kuiva aastaaja keskmine) (joonis 3A). See sisend viitab sellele, et kaevandusalade lähedus ja puuvõrade kate mõjutavad oluliselt elavhõbedakoormust ASGM-is selles piirkonnas.
Andmed on näidatud metsaraiepiirkonnas A ja B. Los Amigose raadatud alad on välijaamade raiesmikud, mis moodustavad väikese osa kogu maast. Vood on näidatud nooltega ja väljendatud kui µg m-2 a.-1. 0–5 cm pinnase ülaosas on basseinid kujutatud ringidena ja väljendatud ühikutes μg m-2. Protsent näitab basseinis sisalduva elavhõbeda või metüülelavhõbeda kujul oleva elavhõbeda protsenti. Kuivade hooaegade keskmised kontsentratsioonid (2018–2019) ja vihmaperioodid (2018) elavhõbeda koguhulga kohta sademete, sademete ja allapanu kaudu, elavhõbedakoormuse suurendamiseks. Metüülelavhõbeda andmed põhinevad 2018. aasta kuival hooajal, mis on ainus aasta, mil seda mõõdeti. Vaadake jaotist „Meetodid”. teabe kogumise ja voo arvutuste kohta.C Seos elavhõbeda üldkontsentratsiooni ja lehtede pindalaindeksi vahel Los Amigose looduskaitseala kaheksal proovitükil, mis põhineb tavalisel vähimruutude regressioonil.D Seos elavhõbeda üldkontsentratsiooni sademete ja kogusumma vahel.pinnase elavhõbeda kontsentratsioon kõigis viies kohas metsas (rohelised ringid) ja metsaraie (pruunid kolmnurgad) piirkondades, vastavalt tavalisele vähimruutude regressioonile (vearibad näitavad standardhälvet).
Kasutades pikaajalisi sademete ja allapanu andmeid, suutsime mõõta läbitungimise ja allapanu elavhõbedasisalduse mõõtmisi kolmest kampaaniast, et anda hinnangu aastase atmosfääri elavhõbeda voo kohta Los Amigose looduskaitsekontsessiooni jaoks (läbivus + allapanu kogus + sademed) esialgne hinnang.Leidsime, et atmosfääri elavhõbeda vood ASGM-i tegevusega külgnevates metsavarudes olid enam kui 15 korda suuremad kui ümbritsevatel raadatud aladel (137 versus 9 µg Hg m-2 a.-1; joonis 3 A, B). See esialgne elavhõbedataseme hinnang Los Amigoses ületab varem teatatud elavhõbeda voogusid Põhja-Ameerika ja Euroopa metsades elavhõbeda punktallikate läheduses (nt kivisöe põletamine) ja on võrreldav tööstusliku Hiina väärtustega 21,36. Kokkuvõttes umbes 94 % kogu elavhõbeda sadestumisest Los Amigose kaitstavates metsades tekib kuivsadestamise teel (läbitungimine + allapanu – sademete elavhõbe), mis on palju suurem kui enamikul teistel metsadel.Need tulemused näitavad ASGM-i kuivsadestamise tõttu metsadesse siseneva elavhõbeda kõrgenenud taset ja metsa võra tähtsust ASGM-st pärineva elavhõbeda atmosfäärist eemaldamisel. Eeldame, et ASGM-i lähedal metsaaladel täheldatud kõrgelt rikastatud Hg sadestumise muster tegevus ei ole ainulaadne Peruule.
Seevastu kaevandusalade raadatud aladel on elavhõbeda tase madalam, peamiselt tugevate sademete tõttu, sügisel ja allapanu satub elavhõbedat vähe. Kogu elavhõbeda kontsentratsioon kaevandusala puistesetetes oli võrreldav kaugemates piirkondades mõõdetutega (joonis 2C). ).Elavhõbeda keskmised kontsentratsioonid (vahemik: 1,5–9,1 ng L-1) kuiva hooaja sademete korral olid madalamad kui varem teatatud väärtused New Yorgi Adirondackis37 ja olid üldiselt madalamad kui Amazonase kaugemates piirkondades38. Hg sademete kogus oli madalam (8,6–21,5 µg Hg m-2 a.-1) külgneval raadaval alal võrreldes kaevandamiskoha GEM-i, läbilangemise ja allapanu kontsentratsiooni mustriga ning ei kajasta kaevandamise lähedust. Kuna ASGM nõuab metsade raadamist, on raiutud aladel, kus kaevandustegevus on kontsentreeritud, atmosfäärisadestumisest tingitud elavhõbeda sisend madalam kui läheduses asuvatel metsaaladel, kuigi ASGM-i eraldumine väljaspool atmosfääri (näitekss elementaarse elavhõbeda lekete või jäätmete) on tõenäoliselt väga kõrge.Kõrge 22.
Peruu Amazonases täheldatud elavhõbeda voogude muutused on tingitud suurtest erinevustest kuiva hooaja jooksul alade sees ja vahel (mets ja metsade raadamine) (joonis 2). madalad Hg vood vihmaperioodil (täiendav joonis 1). See hooajaline erinevus (joonis 2B) võib olla tingitud kaevandamise ja tolmu tootmise intensiivsusest kuival hooajal. Suurenenud metsade raadamine ja sademete hulga vähenemine kuivadel aastaaegadel võib tolmu suurendada tootmine, suurendades seeläbi elavhõbedat absorbeerivate atmosfääriosakeste hulka. Elavhõbeda ja tolmu tootmine kuival hooajal võib kaasa aidata elavhõbeda voo mustritele metsade hävitamisel võrreldes Los Amigose kaitsekontsessiooni metsaaladega.
Kuna Peruu Amazonase ASGM-i elavhõbedasisend sadestub maismaaökosüsteemidesse peamiselt metsavõraga interaktsiooni kaudu, testisime, kas puuvõrade suurem tihedus (st lehtede pindala indeks) tooks kaasa suurema elavhõbeda sisendi. Los Amigose puutumatus metsas Kaitsekontsessiooni raames kogusime tilkade langemist seitsmelt erineva võrade tihedusega metsatükilt. Leidsime, et lehtede pindalaindeks ennustas tugevalt kogu elavhõbeda sissevoolu läbi langemise ja keskmine elavhõbeda kogukontsentratsioon langemiseni suurenes koos lehtede pindalaindeksiga (joonis 3C). ).Paljud muud muutujad mõjutavad ka elavhõbeda sisendit languse kaudu, sealhulgas lehtede vanus34, lehtede karedus, stomatihedus, tuule kiirus39, turbulents, temperatuur ja kuivamise-eelsed perioodid.
Kooskõlas kõrgeimate elavhõbeda sadestumise määradega oli Los Amigose metsaala ülemises mullakihis (0–5 cm) kõrgeim elavhõbeda kogukontsentratsioon (140 ng g-1 2018. aasta kuival hooajal; joonis 2E). Lisaks oli elavhõbeda kontsentratsioon rikastatud kogu mõõdetud vertikaalse mullaprofiili ulatuses (vahemik 138–155 ng g-1 45 cm sügavusel; täiendav joonis 3). Ainus koht, kus 2018. aasta kuival hooajal oli kõrge pinnase elavhõbeda kontsentratsioon, oli lähedal asuv raadamiskoht. kaevanduslinn (Boca Colorado). Selles kohas püstitasime hüpoteesi, et ülikõrged kontsentratsioonid võivad olla tingitud elementaarse elavhõbeda lokaalsest saastumisest termotuumasünteesi ajal, kuna kontsentratsioonid ei tõusnud sügavusel (>5 cm). Elavhõbeda sadestumise osa atmosfääris võrade katte tõttu pinnasest väljapääsemise tõttu kaotatud elavhõbe (st atmosfääri paiskuv elavhõbe) võib metsaaladel olla ka palju väiksem kui raadatavatel aladel40, mis viitab sellele, et märkimisväärne osa elavhõbedast ladestub kaitseks.Pindala jääb pinnasesse.Mulla kogu elavhõbedakogum Los Amigose kaitseala ürgmetsas oli 9100 μg Hg m-2 esimesel 5 cm ja üle 80 000 μg Hg m-2 esimesel 45 cm.
Kuna lehed neelavad peamiselt atmosfääri elavhõbedat, mitte mulla elavhõbedat,30,31 ja transpordivad elavhõbeda seejärel kukkudes mulda, on võimalik, et elavhõbeda kõrge sadestumise määr põhjustab mullas täheldatud mustreid. Leidsime tugeva korrelatsiooni keskmise kogusumma vahel. elavhõbeda kontsentratsioon pinnases ja elavhõbeda kogukontsentratsioon kõigis metsaalades, samas kui raadatavatel aladel ei olnud seost elavhõbeda pinnase elavhõbeda ja kogu elavhõbeda kontsentratsiooni vahel tugevate sademete korral (joonis 3D). Sarnased mustrid ilmnesid ka suhetes ülemise pinnase elavhõbedakogumite ja elavhõbedakogumite vahel. elavhõbeda koguvood metsaaladel, kuid mitte raadatavatel aladel (pinnase elavhõbedakogumid ja kogusademete elavhõbeda voog).
Peaaegu kõik ASGM-iga seotud maismaa elavhõbedareostuse uuringud on piirdunud elavhõbeda kogusisalduse mõõtmisega, kuid metüülelavhõbeda kontsentratsioonid määravad elavhõbeda biosaadavuse ning sellele järgneva toitainete akumuleerumise ja kokkupuute. Maa ökosüsteemides metüülivad elavhõbedat anoksilistes tingimustes mikroorganismid41,42, nii see on. Üldiselt arvatakse, et mägismaa muldades on metüülelavhõbeda kontsentratsioon madalam. Siiski oleme esimest korda registreerinud mõõdetavad MeHg kontsentratsioonid Amazonase muldades ASGM-ide lähedal, mis viitab sellele, et kõrgenenud MeHg kontsentratsioon ulatub veeökosüsteemidest kaugemale ja nende ASGM-i mõjutatud piirkondade maismaakeskkonda , sealhulgas need, mis on vihmaperioodil vee all.Muld ja need, mis jäävad aastaringselt kuivaks. Metüülelavhõbeda kõrgeim kontsentratsioon pinnases 2018. aasta kuival hooajal esines kaevanduse kahel metsasel alal (Boca Colorado ja Los Amigose kaitseala; 1,4 ng MeHg g−1, 1,4% Hg kui MeHg ja 1,1 ng MeHg g-1, vastavalt 0,79% Hg (nagu MeHg). Kuna need elavhõbeda protsendid metüülelavhõbeda kujul on võrreldavad teiste maapealsete asukohtadega kogu maailmas (täiendav joonis 4), näivad metüülelavhõbeda kõrged kontsentratsioonid olevat põhjuseks on elavhõbeda kogusisend ja elavhõbeda kogusisaldus pinnases, mitte saadaoleva anorgaanilise elavhõbeda netomuundumine metüülelavhõbedaks (täiendav joonis 5). Meie tulemused näitavad metüülelavhõbeda esimesi mõõtmisi pinnases ASGM lähedal Peruu Amazonases. Vastavalt teistele uuringutele on teatatud suuremast metüülelavhõbeda tootmisest üleujutatud ja kuivadel maastikel43,44 ning eeldame, et lähedalasuvatel hooajalistel ja püsimärgaladel on metüülelavhõbeda kontsentratsioon lähedal.sarnased elavhõbedakoormused.Kuigi metüülelavhõbe Kas kullakaevandustegevuse lähedal on maismaa elusloodusele toksilisuse oht, tuleb veel kindlaks teha, kuid need ASGM-i tegevusele lähedased metsad võivad olla elavhõbeda bioakumulatsiooni levialad maismaa toiduvõrkudes.
Meie töö kõige olulisem ja uudsem tähendus on dokumenteerida suurte koguste elavhõbeda transporti ASGM-iga külgnevatesse metsadesse. Meie andmed viitavad sellele, et see elavhõbe on saadaval maismaa toiduvõrkudes ja liigub läbi nende. Lisaks on märkimisväärne kogus elavhõbedat. ladestuvad biomassis ja pinnases ning tõenäoliselt vabanevad maakasutuse muutumisest4 ja metsatulekahjudest45,46.Peruu kaguosa Amazonas on üks bioloogiliselt mitmekesisemaid selgroogsete ja putukate taksonite ökosüsteeme Maal. Kõrge struktuurne keerukus puutumatus iidses troopikas metsad edendavad lindude bioloogilist mitmekesisust48 ja pakuvad nišše paljudele metsaliikidele49. Selle tulemusena on enam kui 50% Madre de Diose piirkonnast määratud kaitsealaks või riiklikuks kaitsealaks50.Rahvusvaheline surve kontrollida ebaseaduslikku ASGM tegevust Tambopata rahvusreserv on viimase kümnendi jooksul märkimisväärselt kasvanud, mis on viinud Peruu valitsuse ulatusliku jõustamismeetmeteni (Operación Mercurio).Meie leiud viitavad siiski sellele, et Amazonase bioloogilise mitmekesisuse aluseks olevate metsade keerukus muudab piirkonna väga haavatavaks elavhõbeda laadimise ja ladustamise suhtes maastikel, kus ASGM-ga seotud elavhõbedaheide on suurenenud, mis põhjustab ülemaailmseid elavhõbeda vooge läbi vee.Suurim teatatud koguse mõõtmine põhineb meie esialgsetel hinnangutel kõrgendatud allapanu elavhõbeda voo kohta ASGM-i lähedal asuvates puutumatutes metsades. Kuigi meie uuringud viidi läbi kaitsealustes metsades, kehtiks elavhõbeda kõrgenenud sisendi ja säilimise muster kõigi vanade ürgmetsade puhul. ASGM-i tegevuse lähedal, sealhulgas puhvertsoonid, nii et need tulemused on kooskõlas kaitstud ja kaitsmata metsadega.Kaitstavad metsad on sarnased. Seetõttu ei ole ASGM-i riskid elavhõbedamaastikele seotud mitte ainult elavhõbeda otsese impordiga atmosfääriheitmete, lekete ja jäätmete kaudu, vaid ka maastiku võimega elavhõbedat püüda, säilitada ja muuta biosaadavaks. vormid.seotud potentsiaalse.metüülelavhõbedaga, mis näitab erinevat mõju globaalsetele elavhõbedakogumitele ja maismaa elusloodusele sõltuvalt kaevandamise lähedal asuvast metsakattest.
Atmosfääri elavhõbeda eraldamisega võivad puutumata metsad käsitööndusliku ja väikesemahulise kullakaevandamise lähedal vähendada elavhõbedaga seotud riske lähedalasuvatele veeökosüsteemidele ja globaalsetele atmosfääri elavhõbedareservuaaridele. Kui need metsad raiutakse kaevandamise või põllumajandustegevuse laiendamiseks, võib elavhõbeda jääk maismaalt veekeskkonda üle kanda. ökosüsteemid metsatulekahjude, põgenemise ja/või äravoolu kaudu45, 46, 51, 52, 53. Peruu Amazonases kasutatakse ASGM-is54 aastas umbes 180 tonni elavhõbedat, millest umbes veerand paisatakse atmosfääri55, võttes arvesse kaitsekontsessiooni. Los Amigos. See ala on ligikaudu 7,5 korda suurem kui Madre de Diose piirkonna kaitstava maa ja looduskaitsealade kogupindala (umbes 4 miljonit hektarit), millel on suurim kaitsealuse maa osa kõigis teistes Peruu provintsides. suured alad puutumata metsamaad.Osaliselt väljaspool ASGM-i ja elavhõbeda sadestumise raadiust. Seega ei piisa elavhõbeda sekvestreerimisest puutumatutes metsades, et takistada ASGM-st saadud elavhõbeda sattumist piirkondlikesse ja globaalsetesse atmosfääri elavhõbedakogumitesse, mis viitab ASGM-elavhõbeda heitkoguste vähendamise olulisusele. maapealsetes süsteemides talletatud elavhõbedat mõjutavad suuresti kaitsepoliitika. Tulevased otsused puutumatute metsade majandamise kohta, eriti ASGM-tegevuse lähedal asuvates piirkondades, mõjutavad seega elavhõbeda mobiliseerimist ja biosaadavust praegu ja järgmistel aastakümnetel.
Isegi kui metsad suudaksid siduda kogu troopilistes metsades eralduva elavhõbeda, ei oleks see elavhõbedareostuse imerohi, sest ka maismaa toiduvõrgud võivad olla elavhõbeda suhtes haavatavad. Me teame väga vähe elavhõbeda kontsentratsioonist nendes puutumatutes metsades, kuid need on esimesed. Maapealsete elavhõbedavarude ja pinnase metüülelavhõbeda mõõtmised näitavad, et elavhõbeda kõrge sisaldus pinnases ja kõrge metüülelavhõbeda sisaldus võib suurendada nendes metsades elavate inimeste kokkupuudet sellega.Riskid kõrge toiteväärtusega tarbijatele.Varasemate uuringute andmed maapealse elavhõbeda bioakumulatsiooni kohta parasvöötme metsades on näidanud, et elavhõbeda kontsentratsioon lindudel on korrelatsioonis elavhõbeda kontsentratsiooniga setetes ning laululindudel, kes söövad täielikult maismaalt saadud toitu, võib esineda elavhõbedasisaldus Suurenenud 56,57. Suurenenud elavhõbedaga kokkupuude laululindudel on seotud vähenenud paljunemisvõime ja -edu, vähenenud järglaste ellujäämine, halvenenud areng, käitumuslikud muutused, füsioloogiline stress ja suremus58,59. Kui see mudel kehtib Peruu Amazonase kohta, võivad tervetes metsades esinevad suured elavhõbeda vood põhjustada elavhõbeda kõrge kontsentratsiooni lindudes ja muus elustikus, millel võivad olla kahjulikud mõjud. See on eriti murettekitav, kuna piirkond on ülemaailmne bioloogilise mitmekesisuse leviala60. Need tulemused rõhutavad, kui oluline on takistada käsitöönduslikku ja väikesemahulist kullakaevandamist riiklikel kaitsealadel ja ümbritsevatel puhvertsoonidel. neid.ASGM-i tegevuste vormistaminees15,16 võib olla mehhanism, mis tagab, et kaitstavaid maid ei kasutata.
Et hinnata, kas nendel metsaaladel ladestunud elavhõbe siseneb maismaa toiduvõrku, mõõtsime mitme Los Amigose kaitseala (kaevandamisest mõjutatud) ja Cocha Cashu bioloogilise jaama (mõjutamata vanalinnud) laululindude sabasulgi.elavhõbeda kogukontsentratsioon.kasvumets), 140 km kaugusel meie kõige ülesvoolu Bokamanu proovivõtukohast. Kõigi kolme liigi puhul, kus igas kohas võeti proove mitmelt isendilt, oli Los Amigose lindude Hg kõrgem võrreldes Cocha Cashuga (joonis 4). muster püsis sõltumata toitumisharjumustest, kuna meie valimisse kuulusid alussööjavastane Myrmotherula axillaris, sipelgatele järgnev sööjavastane Phlegopsis nigromaculata ja puuviljasööja Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] vs. 0,9 μg g−). [n = 2], 4,1 [n = 10] vs. 1,4 μg g-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] vs. 0,1 μg g-1 [n = 2]). 10-st Phlegopsis nigromaculata Los Amigoses proovidest võetud isenditest ületas 3 EC10 (efektiivne kontsentratsioon paljunemistuvuse vähendamiseks 10%), 3 ületas EC20, 1 ületas EC30 (vt Evers58 EÜ kriteeriumid) ja ükski isend Cocha Ükski Cashu liik ei ületa EC10. Need esialgsed leiud, mille keskmine elavhõbeda kontsentratsioon on 2–3 korda kõrgem ASGM-i tegevusega külgnevatest kaitsealustest metsadest pärit laululindudel,ja elavhõbeda üksikud kontsentratsioonid kuni 12 korda kõrgemad, tekitavad muret, et ASGM-i elavhõbeda saaste võib sattuda maismaa toiduvõrku.Need tulemused rõhutavad ASGM-i tegevuse vältimise tähtsust rahvusparkides ja neid ümbritsevates puhvertsoonides.
Andmed koguti Los Amigose looduskaitsekontsessioonides (n = 10 Myrmotherula axillarise (invertivoor) ja Phlegopsi nigromaculata (sipelgat järgiv invertivoor) kohta, n = 46 Pipra fasciicauda (frugivoor) kohta; punase kolmnurga sümbol) ja kaugetes kohtades Cochas. Kashu bioloogiline jaam (n = 2 liigi kohta; rohelise ringi sümbolid).Efektiivsed kontsentratsioonid (EC-d) vähendavad sigimisedukust 10%, 20% ja 30% (vt Evers58).Schulenbergist modifitseeritud linnufotod65.
Alates 2012. aastast on ASGM ulatus Peruu Amazonases suurenenud kaitsealadel rohkem kui 40% ja kaitsealadel 2,25 või rohkem. Elavhõbeda jätkuv kasutamine käsitöönduslikus ja väikesemahulises kullakaevandamises võib avaldada elusloodusele laastavat mõju. Isegi kui kaevurid lõpetavad elavhõbeda kasutamise kohe, võib selle saasteaine mõju mullas kesta sajandeid, mis võib suurendada metsade raadamisest ja metsatulekahjudest tulenevaid kadusid61,62. Seega võib ASGM-i elavhõbedareostus olla pikaajaline. mõju ASGM-iga külgnevate puutumatute metsade elustikule, praegused ja tulevased riskid elavhõbeda eraldumisest kõrgeima kaitseväärtusega vanades metsades.ja taasaktiveerimine, et maksimeerida saastumise potentsiaali.Meie järeldus, et maapealsel elustikul võib olla märkimisväärne oht, et ASGM võib saastata elavhõbedat, peaks andma täiendava tõuke jätkuvatele jõupingutustele ASGM-i elavhõbeda eraldumise vähendamiseks. Need jõupingutused hõlmavad mitmesuguseid lähenemisviise, alates suhteliselt lihtsast elavhõbeda püüdmisest. destilleerimissüsteemid keerukamateks majanduslikeks ja sotsiaalseteks investeeringuteks, mis muudavad tegevuse ametlikuks ja vähendavad majanduslikke stiimuleid ebaseadusliku ASGM jaoks.
Meil on viis jaama Madre de Diose jõest 200 km raadiuses. Valisime proovivõtukohad, lähtudes nende lähedusest intensiivsele ASGM-tegevusele, iga proovivõtukoha vahel umbes 50 km kaugusel, kuhu pääseb Madre de Diose jõe kaudu (joonis 2A). valisime välja kaks kaevandamiskohta (Boca Manu ja Chilive, mis asuvad ASGM-ist vastavalt ligikaudu 100 ja 50 km kaugusel), edaspidi "kaugkohad". Valisime kaevanduspiirkonnas kolm kohta, edaspidi "kaevanduskohad", kaks kaevanduskohta teises metsas Boca Colorado ja Laberinto linnade lähedal ning üks kaevanduskoht puutumata ürgmetsas.Los Amigose kaitsekontsessioonid.Pange tähele, et selle kaevanduspiirkonna Boca Colorado ja Laberinto aladel eraldub põlemisel elavhõbedaauru elavhõbeda-kulla amalgaami kasutamine on sagedane, kuid täpne asukoht ja kogus on teadmata, kuna see tegevus on sageli ebaseaduslik ja salajane;ühendame kaevandamise ja elavhõbeda Sulami põletamist nimetatakse ühiselt "ASGM-i tegevuseks". 2018. aasta kuival hooajal (juuli ja august 2018) ja 2018. aasta vihmaperioodil (detsember 2018) raiesmikel (puittaimedest täielikult vabad raadamisalad) ja puuvõrade alla (metsaalad) paigaldati viide kohta ja 2019. aasta jaanuaris setteproovid, et koguda vastavalt märgsadet (n = 3) ja läbitungimislangust (n = 4). Sademeproove koguti nelja nädala jooksul kuiv hooaeg ja vihmaperioodil kaks kuni kolm nädalat. Kuiva hooaja proovide võtmise teisel aastal (juulis ja augustis 2019) paigaldasime Los Amigos kuuele täiendavale metsatükile viieks nädalaks kollektorid (n = 4), mis põhinevad esimesel aastal mõõdetud kõrged sadestumise määrad, Los Amigoses on kokku 7 metsatükki ja 1 metsaraadamise maatükk. Kruntide vaheline kaugus oli 0,1–2,5 km. Kogusime ühe GPS-teekonnapunkti maatüki kohta, kasutades käeshoitavat Garmini GPS-i.
2018. aasta kuival hooajal (juuli-august 2018) ja 2018. aasta vihmaperioodil (detsember 2018-jaanuar 2019) kasutasime elavhõbeda jaoks passiivseid õhuproovivõtjaid igas viies kohas (PAS). Iga koha kohta kasutati üks PAS-proovivõtja. kuival hooajal ja vihmaperioodil kasutati kahte PAS-proovivõtjat. PAS (töötanud McLagan et al. 63) kogub gaasilist elementaarset elavhõbedat (GEM) passiivse difusiooni ja adsorptsiooni teel väävliga immutatud süsiniksorbendi (HGR-AC) kaudu. Radiello© difusioonibarjäär. PAS-i difusioonibarjäär toimib barjäärina gaasiliste orgaaniliste elavhõbedaliikide läbipääsu vastu;seetõttu adsorbeeritakse süsinikule 64 ainult GEM.Kasutasime PAS-i kinnitamiseks maapinnast umbes 1 m kõrgusele posti külge plastikust kaablisidemeid.Kõik proovivõtjad suleti parakilega või hoiti enne ja pärast kasutuselevõttu uuesti suletavates kahekihilistes kilekottides.Me kogutud tühja väliproovi ja reisitühja PAS-i, et hinnata proovide võtmise, põllul säilitamise, laboris säilitamise ja proovide transpordi käigus tekkinud saastumist.
Kõigi viie proovivõtukoha kasutuselevõtu ajal paigutasime raadamiskohta kolm sademekollektorit elavhõbeda analüüsiks ja kaks kollektorit muude keemiliste analüüside jaoks ning neli läbilaskekollektorit elavhõbeda analüüsiks.kollektor ja kaks kollektorit muude keemiliste analüüside jaoks.Kollektorid asuvad üksteisest ühe meetri kaugusel.Pange tähele, et kuigi meil on igasse kohta paigaldatud ühtlane arv kollektoreid, on mõnel kogumisperioodil meil väiksemad proovid, mis on tingitud koha üleujutusest ja inimestest. kollektorite segamine ning torude ja kogumispudelite vahelise ühenduse tõrked.Igas metsa- ja raadamiskohas sisaldas üks elavhõbedaanalüüsi koguja 500 ml pudelit, teine aga 250 ml pudelit;kõik muud keemilise analüüsi kollektorid sisaldasid 250-mL pudelit.Neid proove hoiti külmkapis kuni külmkapist vabastamiseni, seejärel saadeti jääl USA-sse ja hoiti seejärel analüüsimiseni külmutatuna. Elavhõbeda analüüsi koguja koosneb läbi lastud klaaslehtrist läbi uue stüreen-etüleen-butadieen-stüreeni plokkpolümeeri (C-Flex) toru koos uue polüetüleentereftalaadi ester-kopolüesterglükooli (PETG) pudeliga, mille silmus toimib aurulukuna. Kasutuselevõtmisel hapestati kõik 250 ml PETG-pudelid 1 ml vesinikkloriidhappe mikrokloriidhappega (HCl) ja kõik 500 ml PETG-pudelid hapestati 2 ml metallipuhastusega HCl-ga. Teiste keemiliste analüüside jaoks mõeldud kollektor koosneb plastlehtrist, mis on ühendatud polüetüleenpudeliga uue C-Flexi toruga. silmus, mis toimib aurulukuna.Kõik klaasist lehtrid, plastlehtrid ja polüetüleenpudelid pesti enne kasutuselevõttu happega. Kogusime proove puhaste käte-määrdunud käte protokolli (EPA meetod 1669) abil, hoidsime samavõimalikult külmas kuni USA-sse naasmiseni ja seejärel säilitati proove kuni analüüsini 4 °C juures. Varasemad seda meetodit kasutanud uuringud on näidanud, et laboratoorsete tühiproovide saagis on 90–110% allpool avastamispiiri ja standardseid piike37.
Kõigist viiest kohast kogusime lehti võralehtedena, võtsime leheproove, värsket allapanu ja allapanu, kasutades puhtad käed-määrdunud käed protokolli (EPA meetod 1669). Kõik proovid koguti SERFORi kogumislitsentsi alusel. , Peruus ja imporditi Ameerika Ühendriikidesse USDA impordilitsentsi alusel.Kogusime võralehti kahelt puuliigilt, mida leidus kõigis kohtades: tärkavalt puuliigilt (Ficus insipida) ja keskmise kasvuga puult (Inga feuilleei). Kogusime lehti. puuvõradest, kasutades Notch Big Shot kadaku 2018. aasta kuival hooajal, 2018. aasta vihmaperioodil ja 2019. aasta kuival hooajal (n = 3 liigi kohta). Kogusime lehtede haaramise proove (n = 1), kogudes lehti igalt proovitükilt alates oksad alla 2 m kõrgusel maapinnast 2018. aasta kuival hooajal, 2018. aasta vihmaperioodil ja 2019. aasta kuival hooajal. 2019. aastal kogusime lehtede haaramise proove (n = 1) ka kuuelt Los Amigos asuvalt täiendavalt metsatükilt. Kogusime värske allapanu (“hulk allapanu”) plastikvõrguga vooderdatud korvides(n = 5) 2018. aasta vihmaperioodil kõigis viies metsakohas ja 2019. aasta kuival hooajal Los Amigose maatükil (n = 5). Pange tähele, et kuigi me paigaldasime igasse kohta ühtlase arvu korve, siis mõnel kogumisperioodil , meie valimi suurus oli ala üleujutuse ja inimeste sekkumise tõttu kogujatesse väiksem.Kõik prügikorvid paigutatakse veekogujast ühe meetri raadiusse. Kogusime puisteprügi 2018. aasta kuival hooajal, 2018. aasta vihmahooajal ja maapinnast allapanu proovidena. 2019. aasta kuiv hooaeg. 2019. aasta kuival hooajal kogusime ka suurel hulgal allapanu kõigilt oma Los Amigose proovitükkidelt. Jahutasime kõik leheproovid külmkapis, kuni neid sai sügavkülmikuga külmutada, ja seejärel saadeti need jääl USA-sse, ja seejärel säilitatakse külmutatuna kuni töötlemiseni.
Kogusime mullaproove kolmes eksemplaris (n = 3) kõigist viiest kohast (avatud ja võrastikuga) ja Los Amigose proovitükist 2019. aasta kuival hooajal kõigi kolme hooajalise sündmuse ajal. Kõik mullaproovid koguti sademete kogujast ühe meetri raadiuses. kogusime mullaproovid allapanukihi all (0–5 cm) pealmise mullana mullaproovivõtjaga. Lisaks kogusime 2018. aasta kuival hooajal kuni 45 cm sügavused mullasüdamikud ja jagasime need viieks sügavussegmendiks. Laberintos võisime koguge ainult üks mullaprofiil, kuna veetase on mullapinna lähedal. Kõik proovid kogusime puhta käe ja määrdunud käte protokolli (EPA meetod 1669) abil. Jahutasime kõik mullaproovid külmkapis, kuni neid oli võimalik sügavkülmikuga külmutada, ja seejärel saatsime teele. jääl Ameerika Ühendriikidesse ja seejärel säilitatakse külmutatuna kuni töötlemiseni.
Kasutage päeva jahedamatel aegadel lindude püüdmiseks koidikul ja õhtuhämaruses seatud udupesasid. Los Amigose kaitsealal paigutasime üheksasse kohta viis udupesa (1,8 × 2,4). Cocha Cashu biojaamas paigutasime 8 10 udupesa (12 x 3,2 m) 19 kohas.Mõlemal paigal kogusime iga linnu esimese keskse sabasule või kui mitte, siis järgmise vanima sule.Sulgi säilitame puhastes Ziploc kottides või silikooniga manila ümbrikes.Kogusime fotod ja morfomeetrilised mõõtmised liikide tuvastamiseks vastavalt Schulenbergile65.Mõlemat uuringut toetas SERFOR ja loomauuringute nõukogu (IACUC) luba. Lindude sulgede Hg kontsentratsioonide võrdlemisel uurisime neid liike, kelle suled koguti Los Amigose kaitsekontsessiooni raames. ja Cocha Cashu bioloogiline jaam (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Lehtede pindalaindeksi (LAI) määramiseks koguti lidari andmeid mehitamata õhusüsteemi anduriga liitmise GatorEye mehitamata õhulaboratooriumi abil (üksikasju vt www.gatoreye.org, mis on saadaval ka lingi „2019 Peru Los Friends” juuni kaudu ) 66. Lidar koguti Los Amigose looduskaitsealalt 2019. aasta juunis kõrgusega 80 m, lennukiirusega 12 m/s ja külgnevate marsruutide vahekaugusega 100 m, nii et külghälbe ulatus ulatus 75-ni. %.Punktide tihedus vertikaalsel metsaprofiilil ületab 200 punkti ruutmeetri kohta.Lennuala kattub 2019. aasta kuival hooajal Los Amigose kõigi proovivõtualadega.
Kvantifitseerisime PAS-i kogutud GEM-ide Hg kogukontsentratsiooni termilise desorptsiooni, fusiooni ja aatomabsorptsioonspektroskoopia abil (USEPA meetod 7473), kasutades Hydra C instrumenti (Teledyne, CV-AAS). Kalibreerisime CV-AAS-i riikliku standardiinstituudi abil. ja tehnoloogia (NIST) standardne võrdlusmaterjal 3133 (Hg standardlahus, 10,004 mg g-1) avastamispiiriga 0,5 ng Hg. Teostasime pideva kalibreerimise verifitseerimise (CCV), kasutades NIST SRM 3133 ja kvaliteedikontrolli standardeid (QCS), kasutades NIST 1632e (bituumenkivisüsi, 135,1 mg g-1). Jagasime iga proovi erinevasse paati, asetasime selle kahe õhukese kihi naatriumkarbonaadi (Na2CO3) pulbri vahele ja katsime õhukese alumiiniumhüdroksiidi kihiga (Al(OH) 3) pulber. iga laev jakogu HGR-AC sorbendi sisaldus PAS-is.Arvestades, et 2018. aasta kuival hooajal koguti kontsentratsiooni mõõtmiseks igast kohast ainult üks PAS-i proov, viidi läbi meetodi kvaliteedi kontroll ja tagamine, rühmitades proovid seireprotseduuride tühikute, sisestandardite ja maatriksiga. -sobitatud kriteeriumid. 2018. aasta vihmahooajal kordasime PAS-i proovide mõõtmisi. Väärtused loeti vastuvõetavaks, kui CCV ja maatriksiga sobitatud standardite mõõtmiste suhteline protsentuaalne erinevus (RPD) olid mõlemad vastuvõetavast 5% piires. väärtus ja kõik protseduurilised tühjad katsed olid alla avastamispiiri (BDL). Pimekatse korrigeerisime PAS-is mõõdetud elavhõbeda koguväärtust, kasutades väli- ja väljalülituskatsetest määratud kontsentratsioone (0,81 ± 0,18 ng g-1, n = 5). Arvutasime GEM-i. kontsentratsioonid, kasutades adsorbeeritud elavhõbeda tühjaks korrigeeritud kogumassi, mis on jagatud kasutuselevõtuaja ja proovivõtusagedusega (õhuhulk gaasilise elavhõbeda eemaldamiseks ajaühiku kohta;0,135 m3 päev-1)63,68, kohandatud temperatuuri ja tuule jaoks World Weather Online'ist. Madre de Diose piirkonna keskmised temperatuuri ja tuule mõõtmised68. Mõõdetud GEM-i kontsentratsioonide standardviga põhineb välise standardi veal käivitada enne ja pärast proovi.
Analüüsisime veeproove elavhõbeda kogusisalduse suhtes oksüdeerimise teel broomkloriidiga vähemalt 24 tunni jooksul, millele järgnes tina(II)kloriidi redutseerimine ning puhastamine ja lõksu analüüs, külma auru aatomfluorestsentsspektroskoopia (CVAFS) ja gaasikromatograafia (GC) eraldamine (EPA meetod). Tekran 2600 automaatse koguelavhõbeda analüsaatori 1631, versioon E. Tegime 2018. aasta kuiva hooaja proovide CCV-d, kasutades Ultra Scientificu sertifitseeritud elavhõbeda vesistandardeid (10 μg L-1) ja esialgset kalibreerimiskontrolli (ICV), kasutades NIST-i sertifitseeritud etalonmaterjali. 1641D (elavhõbe vees, 1,557 mg kg-1) ) avastamispiiriga 0,02 ng L-1. 2018. aasta niiske hooaja ja 2019. aasta kuiva hooaja proovide jaoks kasutasime Brooks Rand Instrumentsi elavhõbeda kogustandardit (1,0 ng L-1). ) kalibreerimiseks ja CCV ning SPEX Centriprep induktiivselt sidestatud plasmamassispektromeetria (ICP-MS) mitmeelemendiline ICV lahuse standard 2 A avastamispiiriga 0,5 ng L-1.Kõik standardid saadi 15% piires vastuvõetavatest väärtustest.d toorikud, seedimistoorikud ja analüütilised toorikud on kõik BDL-id.
Külmkuivatasime viis päeva mulla- ja leheproove. Homogeniseerisime proovid ja analüüsisime neid kogu elavhõbeda suhtes termilise lagunemise, katalüütilise redutseerimise, liitmise, desorptsiooni ja aatomabsorptsioonspektroskoopia (EPA meetod 7473) abil Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA) abil. -80). 2018. aasta kuiva hooaja proovide jaoks tegime DMA-80 testid, kasutades NIST 1633c (lendtuhk, 1005 ng g-1) ja Kanada riikliku teadusnõukogu sertifitseeritud etalonmaterjali MESS-3 (meresete, 91 ng g) -1).Kalibreerimine.Kasutasime CCV ja MS jaoks NIST 1633c ja QCS jaoks MESS-3 tuvastuspiiriga 0,2 ng Hg. 2018. aasta niiske hooaja ja 2019. aasta kuiva hooaja proovide jaoks kalibreerisime DMA-80, kasutades Brooks Rand Instruments Total Mercury Standardit (1,0). ng L−1). Kasutasime CCV ja MS jaoks NIST-i standardset etalonmaterjali 2709a (San Joaquini muld, 1100 ng g-1) ning QCS jaoks DORM-4 (kalavalk, 410 ng g-1) tuvastamispiiriga 0,5 ng Hg.Kõikidel aastaaegadel analüüsisime kõiki proove korduvate ja aktsepteeritud väärtustega, kui kahe proovi vaheline RPD jäi 10% piiresse.Kõigi standardite ja maatriksi naastude keskmine taastumine jäi vastuvõetavatest väärtustest 10% piiresse ja kõik tühjad proovid olid BDL. Kõik teatatud kontsentratsioonid on kuivkaal.
Analüüsisime metüülelavhõbedat kõigi kolme hooajalise tegevuse veeproovides, 2018. aasta kuiva hooaja lehtede proove ja kõigi kolme hooajalise tegevuse mullaproove. Ekstraheerisime veeproove mikroväärtusliku väävelhappega vähemalt 24 tundi, 69 seeditud lehte 2 % kaaliumhüdroksiidi metanoolis vähemalt 48 tundi temperatuuril 55 °C vähemalt 70 tundi ja mikrolaineahjus lagundatud pinnas metallilise HNO3 happega71,72.Analüüsisime 2018. aasta kuiva hooaja proove vee etüülimise teel, kasutades naatriumtetraetüülboraati, puhastust ja lõksu ning CVAFS-i Tekran 2500 spektromeetril (EPA meetod 1630). Kasutasime Frontier Geosciencesi akrediteeritud laboratooriumi MeHg standardeid ja sette QCS-i, kasutades ERM-i kalibreerimist CC580 ja CC580 jaoks. meetodi tuvastamise piirmäär 0,2 ng L-1. Analüüsisime 2019. aasta kuiva hooaja proove, kasutades vee etüülimiseks, puhastamiseks ja püüdmiseks naatriumtetraetüülboraati, CVAFS-i, GC-d ja ICP-MS-i seadmel Agilent 770 (EPA meetod 1630)73. Kasutasime Brooks Rand Instruments metüülelavhõbeda standardid (1 ng L−1) kalibreerimiseks ja CCV meetodi tuvastamise piiriga 1 pg. Kõik standardid taastusid 15% piires kõikidel aastaaegadel vastuvõetavatest väärtustest ja kõik tühimikud olid BDL.
Meie bioloogilise mitmekesisuse instituudi toksikoloogia laboris (Portland, Maine, USA) oli meetodi tuvastamise piirmäär 0,001 μg g-1. Kalibreerisime DMA-80, kasutades DOLT-5 (koera maks, 0,44 μg g-1), CE-464 (5,24). μg g-1) ja NIST 2710a (Montana pinnas, 9,888 μg g-1) . Kasutame CCV ja QCS jaoks DOLT-5 ja CE-464. Kõigi standardite keskmine taastumine jäi 5% piiresse vastuvõetavatest väärtustest ja kõik tühjad katsed olid BDL. Kõik kordused olid 15% RPD piires. Kõik teatatud sulgede elavhõbeda kogukontsentratsioonid on värske massi (fw).
Täiendavaks keemiliseks analüüsiks kasutame veeproovide filtreerimiseks 0,45 μm membraanfiltreid. Analüüsisime veeproove anioonide (kloriid, nitraat, sulfaat) ja katioonide (kaltsium, magneesium, kaalium, naatrium) jaoks ioonkromatograafiaga (EPA meetod 4110B) [USEPA, 2017a], kasutades Dionex ICS 2000 ioonkromatograafi .Kõik standardid taastusid 10% piires vastuvõetavatest väärtustest ja kõik tühjad katsed olid BDL-i. Kasutame Thermofisher X-Series II mikroelementide analüüsimiseks veeproovides induktiivsidestatud plasma massispektromeetria abil. Instrument kalibreerimisstandardid valmistati sertifitseeritud veestandardi NIST 1643f seerialahjenduse teel. Kõik tühikud on BDL.
Kõik tekstis ja joonistel esitatud vood ja basseinid kasutavad kuivade ja vihmaperioodide keskmisi kontsentratsiooni väärtusi. Vt lisatabelit 1 basseinide ja voogude (mõlema hooaja keskmised aastased vood) hinnangute kohta, kasutades minimaalseid ja maksimaalseid mõõdetud kontsentratsioone. kuivad ja vihmased aastaajad.Arvutasime Los Amigose looduskaitsekontsessiooni alusel elavhõbeda vood summeeritud elavhõbeda sisendmaterjalina tilkade ja allapanu kaudu.Arvutasime Hg vood metsade raadamisest massisademete Hg ladestumisest.Kasutades Los Amigose igapäevaseid sademete mõõtmisi (kogutud EBLA osana ja saadaval ACCA-st nõudmisel), arvutasime viimase kümnendi (2009–2018) keskmiseks kumulatiivseks aastaseks sademete hulgaks ligikaudu 2500 mm yr-1 . Pange tähele, et 2018. kalendriaastal on aastane sademete hulk selle keskmise lähedal ( 2468 mm), samas kui vihmasemad kuud (jaanuar, veebruar ja detsember) moodustavad umbes poole aastasest sademete hulgast (1288 mm 2468 mm).Seetõttu kasutame kõigis voolu- ja basseiniarvutustes niiske ja kuiva aastaaja keskmist kontsentratsiooni. See võimaldab meil arvestada mitte ainult märgade ja kuivade aastaaegade sademete erinevusega, vaid ka ASGM-i aktiivsuse tasemete erinevusega nende kahe aastaaja vahel. troopilistest metsadest pärinevate iga-aastaste elavhõbeda voogude kirjanduses esitatud väärtused varieeruvad elavhõbeda kontsentratsiooni suurenemise vahel kuivadest ja vihmaperioodidest või ainult kuivadest aastaaegadest. Kui võrrelda meie arvutatud vooge kirjanduse väärtustega, võrdleme oma arvutatud elavhõbeda voogusid otseselt, samas kui teises uuringus võeti proovid nii kuival kui märjal aastaajal ning hindas meie voogusid uuesti, kasutades ainult kuiva hooaja elavhõbeda kontsentratsioone, kui teises uuringus võeti proove ainult kuival hooajal (nt 74).
Aastase elavhõbeda kogusisalduse määramiseks kogu sademete, massiliste sademete ja allapanu kohta Los Amigoses kasutasime kuiva hooaja (2018. ja 2019. aasta kõigi Los Amigose alade keskmine) ja vihmaperioodi (2018. aasta keskmine) erinevust. elavhõbeda kontsentratsioon. Teiste asukohtade elavhõbeda üldkontsentratsioonide jaoks kasutati 2018. aasta kuivaperioodi ja 2018. aasta vihmaperioodi keskmisi kontsentratsioone. Metüülelavhõbeda koormuse puhul kasutasime 2018. aasta kuiva hooaja andmeid, mis on ainus aasta, mil metüülelavhõbedat mõõdeti. Allapanu elavhõbeda voogude hindamiseks kasutasime Peruu Amazonases prügikorvide lehtedelt kogutud allapanu määra ja elavhõbeda kontsentratsiooni kirjanduse hinnanguid 417 g m-2 a.-1. Mulla ülemise 5 cm pinnase Hg basseini puhul kasutasime mõõdetud kogu mulla Hg (2018 ja 2019 kuivhooaeg, 2018 vihmaperiood) ja MeHg kontsentratsiooni 2018. aasta kuival hooajal, hinnanguline puistetihedus 1,25 g cm-3 Brasiilia Amazonases75.teha need eelarvearvutused meie peamises uuringukohas Los Amigos, kus on saadaval pikaajalised sademete andmestikud ja kus täielik metsastruktuur võimaldab kasutada varem kogutud allapanu hinnanguid.
Töötleme lidari lennuliine, kasutades GatorEye mitmeastmelist järeltöötluse töövoogu, mis arvutab automaatselt puhtad ühendatud punktipilve- ja rastertooted, sealhulgas digitaalsed kõrgusmudelid (DEM) eraldusvõimega 0,5 × 0,5 m. Kasutasime DEM-i ja puhastatud lidari punktipilvi (WGS-84, UTM). 19S meetrit) sisendina GatorEye lehtede pindala tiheduse (G-LAD) töövoosse, mis arvutab kalibreeritud lehepinna hinnangud iga voksli (m3) ( m2) kohta kogu maapinnal võrastiku ülaosas eraldusvõimega 1 × 1 × 1 m ja tuletatud LAI (LAD summa igas 1 × 1 m vertikaalses veerus). Seejärel eraldatakse iga joonistatud GPS-punkti LAI väärtus.
Teostasime kõik statistilised analüüsid, kasutades R versiooni 3.6.1 statistikatarkvara76 ja kõik visualiseerimised, kasutades ggplot2. Teostasime statistilised testid, kasutades alfa 0,05. Kahe kvantitatiivse muutuja vahelist seost hinnati tavalise vähimruutude regressiooni abil. Võrdlesime saite, kasutades mitteparameetriline Kruskali test ja paariline Wilcoxi test.
Kõik selles käsikirjas sisalduvad andmed leiate täiendavast teabest ja sellega seotud andmefailidest. Conservación Amazónica (ACCA) pakub nõudmisel sademete andmeid.
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. Kaitstud metsade kiirenenud kadu kullakaevandamise tõttu Peruu Amazonas.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017).
Espejo, JC et al.Raadamine ja metsade lagunemine kullakaevandamisest Peruu Amazonases: 34-aastane väljavaade. Remote Sensing 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. jt. Tehisjärvede laienemine suurendab kullakaevandamisest tulenevat elavhõbedareostust.teadus.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Kõrgenenud veetase ja jõgede hõljuvate setete sesoonsed inversioonid troopilise bioloogilise mitmekesisuse levialadel käsitööndusliku kullakaevandamise tõttu. Protsess. National Academy of Sciences.science.US 116, 23936–23941 (2019).
Abe, CA et al.Maakatte muutuste mõjude modelleerimine setete kontsentratsioonidele kullakaevandustes Amazonase basseinis.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).
Postitusaeg: 24.02.2022