Dėkojame, kad apsilankėte Nature.com. Naudojama naršyklės versija ribotai palaiko CSS. Kad gautumėte geriausią patirtį, rekomenduojame naudoti atnaujintą naršyklę (arba išjungti suderinamumo režimą „Internet Explorer“). Tuo tarpu, norėdami užtikrinti toliau palaikome, svetainę rodysime be stilių ir „JavaScript“.
Gyvsidabrio išmetimas iš amatininkų ir nedidelės apimties aukso kasybos pietų pusrutulyje viršija anglies deginimą kaip didžiausią pasaulyje gyvsidabrio šaltinį.Tiriame gyvsidabrio nusėdimą ir saugojimą Peru Amazonėje, kurią labai paveikė amatininkų aukso gavyba. Nepažeisti miškai Peru Amazonėje netoli aukso kasyklose buvo patekęs itin daug gyvsidabrio, o atmosferoje, lajų lapuose ir dirvožemyje buvo padidėjęs bendras ir metilo gyvsidabrio kiekis. Čia pirmą kartą parodome, kad nepažeisti miško vainikėliai šalia amatininkų aukso kasyklų sulaiko didelius kietųjų dalelių ir dujinio gyvsidabrio kiekius proporcingu greičiu. iki viso lapų ploto. Dokumentuojame didelį gyvsidabrio kaupimąsi dirvožemyje, biomasėje ir paukščiuose giesmininkuose kai kuriuose labiausiai saugomuose ir biologinės įvairovės turtingiausiuose Amazonės regionuose, todėl kyla svarbūs klausimai apie tai, kaip gyvsidabrio tarša riboja šiuolaikines ir būsimas pastangas išsaugoti šias atogrąžų ekosistemas. .
Didėjantis iššūkis atogrąžų miškų ekosistemoms yra amatų ir nedidelio masto aukso kasyba (ASGM). Ši aukso gavybos forma vyksta daugiau nei 70 šalių, dažnai neoficialiai arba nelegaliai, ir sudaro apie 20 % pasaulio aukso gavybos1. Tuo tarpu ASGM yra svarbus vietos bendruomenių pragyvenimo šaltinis, dėl to plačiai naikinami miškai2,3, plačiai miškai paverčiami tvenkiniais4, didelis nuosėdų kiekis netoliese esančiose upėse5,6 ir yra pagrindinis pasaulinės atmosferos veiksnys. Gyvsidabrio (Hg) išmetimas ir didžiausias gėlavandenio gyvsidabrio šaltiniai 7. Daugelis suaktyvėjusių ASGM vietų yra globalios biologinės įvairovės taškuose, todėl nyksta įvairovė8, nyksta jautrios rūšys9 ir žmonės10,11,12 bei viršūnių plėšrūnai13, 14 didelis gyvsidabrio poveikis. Hg yr-1 išgaruoja ir kasmet patenka į pasaulinę atmosferą dėl ASGM operacijų7. Dėl didelio gyvsidabrio kiekio panaudojimo amatų ir nedidelės apimties aukso gavybos metu pagrindiniai šaltiniai pasikeitėgyvsidabrio emisijos iš atmosferos iš šiaurės į pietus, turinčios įtakos gyvsidabrio likimui, transportavimui ir poveikio modeliams. Tačiau mažai žinoma apie šių atmosferos gyvsidabrio emisijų likimą ir jų nusėdimo bei kaupimosi modelius ASGM paveiktuose kraštovaizdžiuose.
Tarptautinė Minamatos konvencija dėl gyvsidabrio įsigaliojo 2017 m., o 7 straipsnyje konkrečiai kalbama apie gyvsidabrio išmetimą iš amatininkų ir nedidelio masto aukso kasybos. ASGM metu skystas elementinis gyvsidabris pridedamas prie nuosėdų arba rūda, kad būtų atskirtas auksas. Tada amalgama kaitinama, koncentruojant auksą ir išleidžiant į atmosferą dujinį elementinį gyvsidabrį (GEM; Hg0). Taip yra nepaisant tokių grupių kaip Jungtinių Tautų aplinkos programos (UNEP) Global Mercury Partnership, Jungtinių Tautų pramonės plėtros organizacijos (UNIDO) ir NVO pastangų skatinti kalnakasiai, kad sumažintų gyvsidabrio išmetimą. 2021 m. šiuo metu 132 šalys, įskaitant Peru, pasirašė Minamatos konvenciją ir pradėjo rengti nacionalinius veiksmų planus, skirtus konkrečiai su ASGM susijusiam gyvsidabrio emisijos mažinimui. Akademikai ragino šiuos nacionalinius veiksmų planus būti įtraukiamiems, tvariems ir holistiniams, atsižvelgiant į socialinius ir ekonominius veiksnius ir pavojus aplinkai15,16,17,18.Dabartiniuose planuose, skirtuose gyvsidabrio padariniams aplinkai spręsti, daugiausia dėmesio skiriama gyvsidabrio rizikai, susijusiai su amatine ir nedidelio masto aukso kasyba netoli vandens ekosistemų, apimančių kalnakasius ir žmones, gyvenančius šalia amalgamos deginimo, ir bendruomenes, kurios vartoja didelius kiekius plėšriųjų žuvų . Profesinis gyvsidabrio poveikis Įkvėpus gyvsidabrio garų, susidarančių deginant amalgamai, su maistu gaunamas gyvsidabrio poveikis valgant žuvis ir gyvsidabrio bioakumuliacija vandens maisto tinkluose buvo daugelio su ASGM susijusių mokslinių tyrimų, įskaitant Amazonę, dėmesio centre.Ankstesni tyrimai (pvz., žr. Lodenius ir Malm19).
Sausumos ekosistemoms taip pat gresia gyvsidabrio poveikis dėl ASGM. Atmosferos Hg, išsiskiriantis iš ASGM, nes GEM gali grįžti į sausumos kraštovaizdį trimis pagrindiniais keliais20 (1 pav.): GEM gali būti adsorbuojamas į atmosferos daleles, kurios vėliau sulaikomos paviršiai;GEM gali būti tiesiogiai absorbuojamas augalų ir įtraukiamas į jų audinius;galiausiai, GEM gali būti oksiduojamas iki Hg(II) rūšių, kurios gali būti sausai nusodinamos, adsorbuojamos į atmosferos daleles arba patenka į lietaus vandenį. Šie keliai tiekia gyvsidabrį į dirvą per kritimo vandenį (ty per medžių lajų kritulius), šiukšles ir atitinkamai kritulių. Šlapias nusodinimas gali būti nustatomas pagal gyvsidabrio srautus nuosėdose, surinktose atvirose erdvėse. Sausas nusėdimas gali būti nustatytas kaip gyvsidabrio srauto kraikuose ir gyvsidabrio srauto rudenį, atėmus gyvsidabrio srautą kritulių metu, suma. Daugybė tyrimų dokumentais patvirtino gyvsidabrio sodrėjimą sausumos ir vandens ekosistemose, esančiose arti ASGM veiklos (žr., pavyzdžiui, santraukos lentelę Gerson ir kt. 22), greičiausiai dėl gyvsidabrio nuosėdų patekimo ir tiesioginio gyvsidabrio išleidimo. gyvsidabrio nusėdimas šalia ASGM gali atsirasti dėl gyvsidabrio-aukso amalgamos degimo, neaišku, kaip šis Hg transportuojamas regiono kraštovaizdyje ir santykinė skirtingų nusėdimų svarba.al takai netoli ASGM.
Gyvsidabris, išsiskiriantis kaip dujinis elementinis gyvsidabris (GEM; Hg0), gali būti nusodintas į kraštovaizdį trimis atmosferos keliais. Pirma, GEM gali būti oksiduojamas iki joninio Hg (Hg2+), kuris gali būti įtrauktas į vandens lašelius ir nusodintas ant lapų paviršių kaip šlapias arba sausos nuosėdos. Antra, GEM gali adsorbuoti atmosferos kietąsias daleles (Hgp), kurias sulaiko žalumynai ir per krioklius nuplauna į kraštovaizdį kartu su perimtu joniniu Hg. Trečia, GEM gali būti absorbuojamas į lapų audinį, o Hg nusėda į lapų audinį. kraštovaizdis kaip šiukšlės. Kartu su krentančiu vandeniu ir šiukšlėmis laikomas viso gyvsidabrio nusėdimo įverčiu. Nors GEM taip pat gali pasklisti ir adsorbuotis tiesiai į dirvą ir šiukšles77, tai gali būti ne pagrindinis gyvsidabrio patekimo į sausumos ekosistemas kelias.
Tikimės, kad dujinio elementinio gyvsidabrio koncentracija mažės didėjant atstumui nuo gyvsidabrio išmetimo šaltinių. Kadangi du iš trijų gyvsidabrio nusėdimo į kraštovaizdį būdų (per kritimą ir šiukšles) priklauso nuo gyvsidabrio sąveikos su augalų paviršiais, taip pat galime numatyti gyvsidabrio išmetimo greitį. nusėda į ekosistemas ir koks sunkus jis yra gyvūnams Poveikio riziką lemia augmenijos struktūra, kaip rodo stebėjimai borealiniuose ir vidutinio klimato miškuose šiaurinėse platumose23. Tačiau taip pat pripažįstame, kad ASGM aktyvumas dažnai vyksta tropikuose, kur lajos struktūra ir santykinis atvirų lapų plotų gausa labai skiriasi. Santykinė gyvsidabrio nusėdimo takų svarba šiose ekosistemose nebuvo aiškiai kiekybiškai įvertinta, ypač miškuose, esančiuose netoli gyvsidabrio išmetimo šaltinių, kurių intensyvumas borealiniuose miškuose pastebimas retai. tyrimą, užduodame šiuos klausimus: (1) Kaip dujinio elementinio gyvsidabrio koncentracijos irnusėdimo keliai skiriasi priklausomai nuo ASGM artumo ir regioninio vainiko lapų ploto indekso?(2) Ar gyvsidabrio kaupimasis dirvožemyje yra susijęs su atmosferos patekimu?(3) Ar yra įrodymų apie padidėjusį gyvsidabrio bioakumuliaciją miškuose gyvenantiems paukščiams giesmininkams netoli ASGM? yra pirmasis, kuris ištyrė gyvsidabrio nusėdimo įvestis šalia ASGM aktyvumo ir kaip stogo danga koreliuoja su šiais modeliais, ir pirmasis, išmatavęs metilo gyvsidabrio (MeHg) koncentraciją Peru Amazonės kraštovaizdyje. Išmatavome GEM atmosferoje ir bendrą kritulių kiekį, skverbimąsi, bendrą gyvsidabrio ir metilo gyvsidabrio lapuose, paklotėje ir dirvožemyje miškuose ir iškirstose buveinėse palei 200 kilometrų Madre de Dios upės ruožą pietryčių Peru. Iškėlėme hipotezę, kad svarbiausia būtų ASGM ir kalnakasybos miestų, deginančių Hg-aukso amalgamą, artumas. veiksniai, lemiantys atmosferos Hg koncentraciją (GEM) ir šlapiojo Hg nusėdimą (daug kritulių). Kadangi sausas gyvsidabrio nusėdimas (siskverbimas + pakratai) yra susijęs su tr.ee lajų struktūra,21,24 taip pat tikimės, kad miškingose vietovėse gyvsidabrio patekimas bus didesnis nei gretimų iškirstų miškų plotų, o tai, atsižvelgiant į aukštą lapų ploto indeksą ir gyvsidabrio surinkimo potencialą, vienas dalykas kelia ypač didelį nerimą.Nepažeistas Amazonės miškas.Mes taip pat iškėlėme hipotezę, kad fauna gyvenantys miškuose šalia kalnakasybos miestų turėjo didesnį gyvsidabrio kiekį nei fauna, gyvenanti toli nuo kasybos rajonų.
Mūsų tyrimai buvo atlikti Madre de Dios provincijoje pietryčių Peru Amazonėje, kur buvo iškirsta daugiau nei 100 000 hektarų miško, suformuojant aliuvinį ASGM3, esantį šalia saugomų žemių ir nacionalinių rezervatų, o kartais ir jų viduje. Amatininkų ir nedidelio masto auksas kalnakasyba palei upes šiame vakarų Amazonės regione per pastarąjį dešimtmetį labai išaugo25 ir tikimasi, kad jos padidės dėl aukštų aukso kainų ir didesnio susisiekimo su miestų centrais transokeaniniais greitkeliais Veikla bus tęsiama 3. Pasirinkome dvi vietas be jokios kasybos (Boca Manu ir Chilive). , atitinkamai maždaug 100 ir 50 km nuo ASGM) (toliau vadinamos „atokiomis vietomis“) ir trys kasybos teritorijoje esančios aikštelės – toliau vadinamos „atokios vietos“ kasybos vieta“ (2A pav.). Dvi kasybos vietos sklypai yra antriniame miške netoli Boca Colorado ir La Bellinto miestų, o viena kasybos vieta yra nepažeistame sename miške Los Amigos Conservatio.n Koncesija. Atkreipkite dėmesį, kad kasyklų Boca Colorado ir Laberinto kasyklose gyvsidabrio garai, išsiskiriantys deginant gyvsidabrio ir aukso amalgamą, atsiranda dažnai, tačiau tiksli vieta ir kiekis nežinomi, nes ši veikla dažnai yra neoficiali ir slapta;derinsime kasybą ir gyvsidabrį. Lydinio deginimas bendrai vadinamas „ASGM veikla“. Kiekvienoje vietoje įrengėme nuosėdų mėginių ėmimo įrenginius tiek sausu, tiek lietingu sezonu plynose (miško naikinimo vietose, kuriose visiškai nėra sumedėjusių augalų) ir po medžių lajais (miške). plotai) iš viso trims sezoniniams įvykiams (kiekvienas trunka 1–2 mėnesius) ) Drėgnas nuosėdos ir prasiskverbimo lašai buvo renkami atskirai, o pasyvūs oro mėginių ėmikliai buvo panaudoti atviroje erdvėje GEM surinkti. Kitais metais, remiantis dideliu nusėdimu pirmaisiais metais išmatuotomis normomis, šešiuose papildomuose Los Amigos miško sklypuose įrengėme kolektorius.
Penkių mėginių ėmimo vietų žemėlapiai rodomi geltonais apskritimais. Dvi vietos (Boca Manu, Chilive) yra toli nuo amatininkų aukso kasybos, o trys vietos (Los Amigos, Boca Colorado ir Laberinto) yra kasybos paveiktose vietovėse. , su kalnakasybos miestais, pavaizduotais mėlynais trikampiais. Iliustracijoje pavaizduota tipiška atoki miškinga ir iškirsta vietovė, paveikta kasybos. Visuose paveiksluose punktyrinė linija žymi skiriamąją liniją tarp dviejų atokių vietovių (kairėje) ir trijų kasybos paveiktų vietovių ( dešinėje).B Dujinio elementinio gyvsidabrio (GEM) koncentracijos kiekvienoje vietoje 2018 m. sausuoju sezonu (n = 1 nepriklausomas mėginys vienoje vietoje; kvadratiniai simboliai) ir drėgnojo sezono (n = 2 nepriklausomi mėginiai; kvadratiniai simboliai) sezonais.C Bendra gyvsidabrio koncentracija kritulių, surinktų miškuose (žalias laukelis) ir miško naikinimo (rudasis plotas) plotuose 2018 m. sausuoju metų laiku. Visuose laukuose linijos rodo medianas, langeliai rodo Q1 ir Q3, ūsai reiškia 1,5 karto tarpkvartilinį diapazoną (n =5 nepriklausomi mėginiai vienoje miško aikštelėje, n = 4 nepriklausomi mėginiai viename miško kirtimo aikštelės mėginyje.D Bendra gyvsidabrio koncentracija lapuose, surinktuose iš Ficus insipida ir Inga feuillei lajos sausuoju metų laiku 2018 m. (kairė ašis;atitinkamai tamsiai žalios kvadrato ir šviesiai žalios trikampio simboliai) ir birių šiukšlių ant žemės (dešinė ašis; alyvuogių žalios spalvos apskritimo simboliai). Vertės rodomos kaip vidutinis ir standartinis nuokrypis (n = 3 nepriklausomi gyvų lapų mėginiai vienoje vietoje, n = 1 nepriklausomas kraiko mėginys.E Bendra gyvsidabrio koncentracija viršutiniame dirvožemio sluoksnyje (0–5 cm), surinkta miško (žaliojo laukelio) ir miško kirtimo (rudojo laukelio) teritorijose sausuoju 2018 m. sezonu (n = 3 nepriklausomi mėginiai vienoje vietoje ).Kitų sezonų duomenys pateikti 1 pav.S1 ir S2.
Gyvsidabrio koncentracijos atmosferoje (GEM) atitiko mūsų prognozes – didelės vertės aplink ASGM aktyvumą, ypač aplink miestus, deginančius Hg-aukso amalgamą, ir žemos vertės vietovėse, esančiose toli nuo aktyvių kasybos zonų (2B pav.). atokiose vietovėse GEM koncentracija yra mažesnė už pasaulinę vidutinę foninę koncentraciją pietiniame pusrutulyje – apie 1 ng m-326. Priešingai, GEM koncentracija visose trijose kasyklose buvo 2–14 kartų didesnė nei atokiose kasyklose, o koncentracijos netoliese esančiose kasyklose ( iki 10,9 ng m-3) buvo panašios į miestuose ir miestuose esančias, o kartais viršijo JAV, pramonės zonose Kinijoje ir Korėjoje 27. Šis GEM modelis Madre de Dios atitinka gyvsidabrio-aukso amalgamos deginimą. pagrindinis padidėjusio atmosferos gyvsidabrio šaltinis šiame atokiame Amazonės regione.
Nors GEM koncentracijos plynose vietose buvo arti kasybos, bendra gyvsidabrio koncentracija prasiskverbiančiuose kriokliuose priklausė nuo kasybos artumo ir miško lajų struktūros. Šis modelis rodo, kad vien tik GEM koncentracija nenumato, kur kraštovaizdyje bus nusodintas didelis gyvsidabris. gyvsidabrio koncentracijos nepažeistuose brandžiuose miškuose kasybos teritorijoje (2C pav.). Los Amigos išsaugojimas išsaugojo didžiausią vidutinę bendro gyvsidabrio koncentraciją sausuoju metų laiku (diapazonas: 18-61 ng L-1), pranešta literatūroje ir buvo palyginama. iki lygių, išmatuotų vietose, užterštose cinabero kasybos ir pramoninio anglies deginimo.Skirtumas, 28 Guidžou mieste, Kinijoje. Mūsų žiniomis, šios vertės atspindi didžiausius metinius gyvsidabrio srautus, apskaičiuotus naudojant gyvsidabrio koncentraciją sausuoju ir drėgnuoju sezonu bei kritulių kiekį (71 µg m-2 m.-1; 1 papildoma lentelė). Kitose dviejose kasybos vietose bendrojo gyvsidabrio lygis nebuvo padidėjęs, palyginti su atokiomis vietomis (diapazonas: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 m.-1). Išskyrus Hg, tik aliuminio ir mangano našumas kasybos teritorijoje buvo padidėjęs, greičiausiai dėl su kasyba susijusių žemės valymo;visi kiti išmatuoti pagrindiniai ir mikroelementai kasybos ir atokiose vietovėse nesiskyrė (papildomų duomenų byla 1 ), o tai atitinka lapų gyvsidabrio dinamiką 29 ir ASGM amalgamos degimą, o ne dulkes, kaip pagrindinį gyvsidabrio šaltinį prasiskverbiančio rudens metu. .
Augalų lapai ne tik tarnauja kaip kietųjų dalelių ir dujinio gyvsidabrio adsorbentai, bet ir gali tiesiogiai absorbuoti ir integruoti GEM į audinius30,31.Iš tiesų vietose, kurios yra artimos ASGM veiklai, šiukšlės yra pagrindinis gyvsidabrio nusėdimo šaltinis. Vidutinė Hg koncentracija (0,080) –0,22 µg g-1), išmatuotas gyvuose lajos lapuose iš visų trijų kasyklų, viršijo paskelbtas vidutinio klimato, borealinių ir Alpių miškų Šiaurės Amerikoje, Europoje ir Azijoje bei kitų Amazonės miškų Pietų Amerikoje vertes, esantis Pietų Amerikoje.Atokios vietovės ir šalia esantys taškiniai šaltiniai 32, 33, 34. Koncentracijas galima palyginti su lapuočių gyvsidabrio koncentracijomis Kinijos subtropiniuose mišriuose miškuose ir Atlanto vandenyno miškuose Brazilijoje (2D pav.)32,33,34.Pagal GEM modelį, didžiausia Bendra gyvsidabrio koncentracija kraikuose ir lajų lapuose buvo išmatuota kasybos zonos antriniuose miškuose. Tačiau apskaičiuoti gyvsidabrio atliekų srautai buvo didžiausi Los Amigos kasyklos pirminiame miške, greičiausiai dėl didesnės atliekų masės. Padauginome anksčiau pranešė Peru Amazon 35 pagal Hg, išmatuotą kraikoje (vidutiniškai tarp drėgno ir sauso sezonų) (3A pav.). Ši informacija rodo, kad artumas prie kasybos zonų ir medžių lajų danga labai prisideda prie gyvsidabrio apkrovos ASGM šiame regione.
Duomenys rodomi A miško ir B miško kirtimo plotuose. Iškirsti Los Amigos miško plotai yra lauko stoties proskynos, kurios sudaro nedidelę visos žemės dalį. Srautas rodomas rodyklėmis ir išreiškiamas µg m-2 m-1. Viršuje 0–5 cm dirvožemio, baseinai rodomi apskritimais ir išreiškiami μg m-2. Procentai rodo gyvsidabrio, esančio baseine, procentą arba srautą metilo gyvsidabrio pavidalu. Vidutinė koncentracija tarp sausų sezonų (2018–2019 m.) ir lietaus sezonai (2018 m.) – bendram gyvsidabrio kiekiui dėl kritulių, masinių kritulių ir šiukšlių, kad būtų galima padidinti gyvsidabrio apkrovos įverčius. Metilgyvsidabrio duomenys pagrįsti 2018 m. sausuoju sezonu, vieninteliais metais, kuriais jis buvo matuojamas. Žr. „Metodai“ informacijai apie telkimosi ir srauto skaičiavimus.C Ryšys tarp bendrosios gyvsidabrio koncentracijos ir lapų ploto indekso aštuoniuose Los Amigos gamtos išsaugojimo sklypuose, pagrįstas įprasta mažiausiųjų kvadratų regresija.D Ryšys tarp suminės gyvsidabrio koncentracijos krituliuose ir sum.gyvsidabrio koncentracija dirvožemyje visose penkiose vietose miško (žali apskritimai) ir miško naikinimo (rudi trikampiai) regionuose pagal įprastą mažiausių kvadratų regresiją (klaidų juostos rodo standartinį nuokrypį).
Naudodami ilgalaikius kritulių ir šiukšlių duomenis, galėjome įvertinti trijų kampanijų skverbties ir pakratų gyvsidabrio kiekio matavimus, kad pateiktume metinį gyvsidabrio srautą atmosferoje Los Amigos gamtosaugos koncesijoje (skvarba + pakratų kiekis + krituliai) preliminarus įvertinimas.Mes nustatėme, kad atmosferos gyvsidabrio srautai miško rezervatuose, esančiuose šalia ASGM veiklos, buvo daugiau nei 15 kartų didesni nei aplinkiniuose iškirstuose miškuose (137 palyginti su 9 µg Hg m-2 m.-1; 3 A, B pav.). gyvsidabrio lygio įvertinimas Los Amigos viršija anksčiau praneštus gyvsidabrio srautus netoli taškinių gyvsidabrio šaltinių Šiaurės Amerikos ir Europos miškuose (pvz., deginant anglį) ir yra panašus į pramoninės Kinijos vertes 21,36. % viso gyvsidabrio nusėdimo saugomuose Los Amigos miškuose susidaro dėl sauso nusodinimo (prasiskverbimas + pakratai – kritulių gyvsidabris), o tai daug didesnis nei daugelio kitų miškų indėlis.st peizažai visame pasaulyje. Šie rezultatai pabrėžia padidėjusį gyvsidabrio kiekį, patenkantį į miškus dėl sauso ASGM nusodinimo, ir miško lajos svarbą pašalinant iš ASGM gautą gyvsidabrį iš atmosferos. Tikimės, kad labai praturtintas Hg nusėdimo modelis pastebėtas miškingose vietovėse netoli ASGM. veikla būdinga ne tik Peru.
Priešingai, kasybos rajonų iškirstuose miškų plotuose gyvsidabrio lygis yra mažesnis, daugiausia dėl gausių kritulių, o kritulių ir šiukšlių metu gyvsidabrio patenka mažai. Bendros gyvsidabrio koncentracijos kasyklos teritorijoje esančiose nuosėdose buvo panašios į išmatuotas atokiose vietovėse (2C pav. ). Vidutinės koncentracijos (diapazonas: 1,5–9,1 ng L-1) viso gyvsidabrio sausojo sezono metu buvo mažesnės nei anksčiau praneštos vertės Niujorko Adirondacks37 ir paprastai buvo mažesnės nei atokiuose Amazonės regionuose38. bendras Hg kritulių kiekis buvo mažesnis (8,6–21,5 µg Hg m-2 m-1) gretimoje iškirstoje vietovėje, palyginti su kasybos vietos GEM, pertekliaus ir šiukšlių koncentracijos modeliais, ir neatspindi artumo nuo kasybos .Kadangi ASGM reikalingas miškų naikinimas, išvalytose teritorijose, kuriose sutelkta kasybos veikla, gyvsidabrio patekimas iš atmosferos nusėdimų yra mažesnis nei netoliese esančiose miškingose vietovėse, nors ASGM išleidžiamas ne atmosferoje (pvz.s elementarus gyvsidabrio išsiliejimas ar nuosėdos) gali būti labai didelis.Aukštas 22.
Gyvsidabrio srautų pokyčius, pastebėtus Peru Amazonėje, lemia dideli skirtumai sausojo sezono metu ir tarp vietovių (miškai ir miškų naikinimas) (2 pav.). Priešingai, pastebėjome minimalius skirtumus tarp vietovių ir vietovių, taip pat mažas Hg srautas lietaus sezono metu (papildomas 1 pav.). Šis sezoninis skirtumas (2B pav.) gali atsirasti dėl didesnio kasybos ir dulkių gamybos intensyvumo sausuoju metų laiku. Padidėjęs miškų naikinimas ir sumažėjęs kritulių kiekis sausuoju metų laiku gali padidinti dulkių gamyba, taip padidinant atmosferos dalelių, kurios sugeria gyvsidabrį, kiekį. Gyvsidabrio ir dulkių susidarymas sausuoju metų laiku gali prisidėti prie gyvsidabrio srauto modelių naikinant miškus, palyginti su Los Amigos apsaugos koncesijos miškingomis vietovėmis.
Kadangi gyvsidabrio patekimas iš ASGM Peru Amazonėje patenka į sausumos ekosistemas pirmiausia sąveikaujant su miško laja, išbandėme, ar didesnis medžių lajų tankis (ty lapų ploto indeksas) padidintų gyvsidabrio patekimą. Nepažeistame Los Amigos miške Apsaugos koncesija, surinkome kritimą iš 7 miško sklypų su skirtingu lajų tankiu. Nustatėme, kad lapų ploto indeksas buvo geras viso gyvsidabrio patekimo per rudenį prognozuotojas, o vidutinė gyvsidabrio koncentracija kritimo metu padidėjo kartu su lapų ploto indeksu (3C pav. ).Daugelis kitų kintamųjų taip pat turi įtakos gyvsidabrio patekimui per kritimą, įskaitant lapų amžių34, lapų šiurkštumą, dantų tankį, vėjo greitį39, turbulenciją, temperatūrą ir periodus prieš išdžiūvimą.
Atsižvelgiant į didžiausius gyvsidabrio nusėdimo rodiklius, Los Amigos miško vietovės viršutiniame dirvožemio sluoksnyje (0–5 cm) buvo didžiausia bendra gyvsidabrio koncentracija (140 ng g-1 2018 m. sausuoju sezonu; 2E pav.). Be to, gyvsidabrio koncentracija buvo praturtintas visame išmatuotame vertikaliame dirvožemio profilyje (diapazonas 138–155 ng g-1 45 cm gylyje; papildomas 3 pav.). Vienintelė vieta, kurioje per 2018 m. sausąjį sezoną buvo didelė gyvsidabrio koncentracija dirvožemyje, buvo šalia esanti miškų naikinimo vieta. kalnakasybos miestelis (Boca Colorado). Šioje vietoje iškėlėme hipotezę, kad itin didelės koncentracijos gali atsirasti dėl vietinio elementinio gyvsidabrio užteršimo sintezės metu, nes gylyje (>5 cm) koncentracija nepadidėjo. Atmosferos gyvsidabrio nusėdimo dalis miškingose vietovėse gali būti daug mažesnė dalis (ty į atmosferą patekusio gyvsidabrio) dėl lajos dangos, nei iškertantose miškuose40, o tai rodo, kad didelė gyvsidabrio dalis nusėda saugojimui.Plotas lieka dirvožemyje. Bendras dirvožemio gyvsidabrio telkinys pirminiame Los Amigos gamtosaugos miške buvo 9100 μg Hg m-2 per pirmuosius 5 cm ir daugiau kaip 80 000 μg Hg m-2 per pirmuosius 45 cm.
Kadangi lapai pirmiausia sugeria atmosferos gyvsidabrį, o ne dirvožemio gyvsidabrį30, 31, o po to jį perneša į dirvą krisdami, gali būti, kad didelis gyvsidabrio nusėdimo greitis lemia dirvožemyje pastebėtus modelius. Nustatėme stiprią koreliaciją tarp vidutinio bendrojo kiekio. gyvsidabrio koncentracija viršutiniame dirvožemio sluoksnyje ir bendroji gyvsidabrio koncentracija visose miško vietose, o gyvsidabrio koncentracijos viršutiniame dirvožemio sluoksnyje ir bendrosios gyvsidabrio koncentracijos esant dideliam kritulių kiekiui iškirstose miško vietose nebuvo jokio ryšio (3D pav.). bendras gyvsidabrio srautas miškingose vietovėse, bet ne miškų naikinimo vietovėse (viršutinio dirvožemio gyvsidabrio telkinių ir bendrų kritulių gyvsidabrio srautų).
Beveik visi sausumos gyvsidabrio taršos, susijusios su ASGM, tyrimai apsiribojo bendro gyvsidabrio kiekio matavimais, tačiau metilo gyvsidabrio koncentracijos lemia gyvsidabrio biologinį prieinamumą ir vėlesnį maistinių medžiagų kaupimąsi bei poveikį. Sausumos ekosistemose gyvsidabrį metilina mikroorganizmai, esant beanoksinėms sąlygoms41,42, todėl taip yra. paprastai manoma, kad aukštumų dirvožemiuose yra mažesnė metilo gyvsidabrio koncentracija. Tačiau pirmą kartą užfiksavome išmatuojamas MeHg koncentracijas Amazonės dirvožemiuose netoli ASGM, o tai rodo, kad padidėjusi MeHg koncentracija neapsiriboja vandens ekosistemomis ir patenka į sausumos aplinką šiose ASGM paveiktose teritorijose. , įskaitant tuos, kurie lietaus sezono metu panardinami.Dirvožemis ir tie, kurie išlieka sausi ištisus metus. Didžiausia metilo gyvsidabrio koncentracija viršutiniame dirvožemio sluoksnyje 2018 m. sausuoju sezonu buvo dviejose miškingose kasyklos vietose (Boca Colorado ir Los Amigos rezervate; 1,4 ng MeHg g−1, 1,4 % Hg kaip MeHg ir 1,1 ng MeHg g-1, atitinkamai, esant 0,79 % Hg (kaip MeHg). Kadangi šie gyvsidabrio procentai metilo gyvsidabrio pavidalu yra panašūs į kitas antžemines vietas visame pasaulyje (papildomas 4 pav.), atrodo, kad didelės metilo gyvsidabrio koncentracijos gali būti dėl didelio bendro gyvsidabrio patekimo ir didelio bendro gyvsidabrio saugojimo dirvožemyje, o ne grynojo turimo neorganinio gyvsidabrio pavertimo metilo gyvsidabriu (papildomas 5 pav.). Mūsų rezultatai atspindi pirmuosius metilo gyvsidabrio matavimus dirvožemyje netoli ASGM Peru Amazonėje. Remiantis kitais tyrimais, buvo pranešta apie didesnę metilo gyvsidabrio gamybą užtvindytuose ir sausringuose kraštovaizdžiuose43,44 ir tikimės didesnės metilo gyvsidabrio koncentracijos netoliese esančiose sezoninėse ir nuolatinėse šlapynėse, kurios patiria.panašios gyvsidabrio apkrovos.Nors metilo gyvsidabris Dar reikia nustatyti, ar yra toksiškumo pavojus sausumos laukinei gamtai šalia aukso kasybos veiklos, tačiau šie miškai, esantys netoli ASGM veiklos, gali būti gyvsidabrio bioakumuliacijos antžeminiuose maisto tinkluose taškai.
Svarbiausias ir naujas mūsų darbo tikslas – dokumentuoti didelių gyvsidabrio kiekių transportavimą į miškus, esančius šalia ASGM. Mūsų duomenys rodo, kad šio gyvsidabrio yra antžeminiuose maisto tinkluose ir jis juda jais. Be to, dideli gyvsidabrio kiekiai yra saugomi biomasėje ir dirvožemyje ir greičiausiai išsiskirs pasikeitus žemėnaudai4 ir miškų gaisrams45,46.Pietryčių Peru Amazonė yra viena iš biologiškai įvairiausių stuburinių ir vabzdžių taksonų ekosistemų Žemėje. Didelis struktūrinis sudėtingumas nepaliestoje senovinėje tropikoje miškai skatina paukščių biologinę įvairovę48 ir suteikia nišų įvairioms miškuose gyvenančioms rūšims49. Dėl to daugiau nei 50 % Madre de Dios teritorijos yra saugoma žemė arba nacionalinis rezervatas50. Tarptautinis spaudimas kontroliuoti neteisėtą ASGM veiklą miške. Tambopatos nacionalinis rezervatas per pastarąjį dešimtmetį labai išaugo, todėl Peru vyriausybė ėmėsi svarbių vykdymo veiksmų (Operación Mercurio).2019 m. Tačiau mūsų išvados rodo, kad dėl sudėtingų miškų, kuriais grindžiama Amazonės biologinė įvairovė, regionas yra labai pažeidžiamas gyvsidabrio apkrovai ir saugojimui kraštovaizdžiuose, kuriuose padidėja su ASGM susijęs gyvsidabrio išmetimas, o tai lemia pasaulinius gyvsidabrio srautus per vandenį.Didžiausias praneštas kiekio matavimas yra pagrįstas mūsų preliminariais apskaičiavimais apie padidėjusį pakratų gyvsidabrio srautą nepaliestuose miškuose netoli ASGM. Nors mūsų tyrimai buvo atlikti saugomuose miškuose, padidėjusio gyvsidabrio patekimo ir sulaikymo modelis būtų taikomas bet kuriam senam pirminiam miškui. netoli ASGM veiklos, įskaitant buferines zonas, todėl šie rezultatai atitinka saugomus ir nesaugomus miškus.Saugomi miškai yra panašūs. Todėl ASGM rizika gyvsidabrio kraštovaizdžiui yra susijusi ne tik su tiesioginiu gyvsidabrio importu per atmosferą, išsiliejimu ir atliekomis, bet ir su kraštovaizdžio gebėjimu užfiksuoti, saugoti ir paversti gyvsidabrį labiau biologiškai prieinamu. formų.susijęs su potencialu.metilo gyvsidabris, rodantis skirtingą poveikį pasauliniams gyvsidabrio telkiniams ir sausumos laukinei gamtai, priklausomai nuo miško dangos šalia kasybos.
Sekvestruojant atmosferos gyvsidabrį, nepažeisti miškai, esantys šalia amatininkų ir nedidelio masto aukso kasyklų, gali sumažinti gyvsidabrio pavojų netoliese esančioms vandens ekosistemoms ir pasauliniams atmosferos gyvsidabrio rezervuarams. Jei šie miškai yra išvalomi siekiant išplėsti kasybą ar žemės ūkio veiklą, gyvsidabrio likutis gali būti perkeltas iš sausumos į vandens telkinius. ekosistemos per miškų gaisrus, pabėgimą ir (arba) nuotėkį45, 46, 51, 52, 53. Peru Amazonėje ASGM54 kasmet sunaudojama apie 180 tonų gyvsidabrio, iš kurių maždaug ketvirtadalis išmetamas į atmosferą55, atsižvelgiant į gamtosaugos koncesiją. Los Amigos. Ši teritorija yra maždaug 7,5 karto didesnė už bendrą saugomos žemės ir gamtos draustinių plotą Madre de Dios regione (apie 4 mln. hektarų), kuriame yra didžiausia saugomų žemių dalis bet kurioje kitoje Peru provincijoje. dideli nepaliestos miško žemės plotai.Iš dalies už ASGM ir gyvsidabrio nusėdimo spindulio ribų. Taigi gyvsidabrio sekvestracijos nepažeistuose miškuose nepakanka, kad iš ASGM gautas gyvsidabris nepatektų į regioninius ir pasaulinius atmosferos gyvsidabrio telkinius, o tai rodo, kad svarbu sumažinti ASGM gyvsidabrio išmetimą. antžeminėse sistemose saugomam gyvsidabriui didelę įtaką daro apsaugos politika. Būsimi sprendimai, kaip tvarkyti nepaliestus miškus, ypač vietovėse, kuriose vyksta ASGM veikla, turi įtakos gyvsidabrio mobilizacijai ir biologiniam prieinamumui dabar ir ateinančiais dešimtmečiais.
Net jei miškai galėtų sekvestruoti visą gyvsidabrį, išsiskiriantį atogrąžų miškuose, tai nebūtų panacėja nuo taršos gyvsidabriu, nes antžeminiai maisto tinklai taip pat gali būti pažeidžiami gyvsidabrio. Mes labai mažai žinome apie gyvsidabrio koncentraciją šių nepaliestų miškų biotoje, tačiau šie pirmieji sausumos gyvsidabrio telkinių ir dirvožemio metilo gyvsidabrio matavimai rodo, kad didelis gyvsidabrio kiekis dirvožemyje ir didelis metilo gyvsidabrio kiekis gali padidinti šiuose miškuose gyvenančių žmonių poveikį.Rizika aukštos mitybos kokybės vartotojams.Ankstesnių sausumos gyvsidabrio bioakumuliacijos vidutinio klimato miškuose tyrimų duomenys parodė, kad paukščių gyvsidabrio koncentracija kraujyje koreliuoja su gyvsidabrio koncentracija nuosėdose, o paukščiai giesmininkai, valgantys vien tik sausumos maistą, gali turėti gyvsidabrio koncentraciją Padidėjusi 56,57. Padidėjęs gyvsidabrio poveikis paukščiams giesmininkams yra susijęs su mažesniu reprodukciniu pajėgumu ir sėkme, mažesniu palikuonių išgyvenimu, sutrikusiu vystymusi, elgesio pokyčiais, fiziologiniu stresu ir mirtingumu58,59.Jei šis modelis tinka Peru Amazonei, dideli gyvsidabrio srautai, atsirandantys nepaliestuose miškuose, gali lemti didelę gyvsidabrio koncentraciją paukščiuose ir kitoje biotoje, sukeldamas galimą neigiamą poveikį. Tai ypač svarbu, nes regionas yra pasaulinė biologinės įvairovės taškas60. Šie rezultatai pabrėžia, kaip svarbu užkirsti kelią amatinei ir nedidelio masto aukso kasybai nacionalinėse saugomose teritorijose ir aplinkinėse buferinėse zonose. juos.Įforminant ASGM veikląes15,16 gali būti mechanizmas, užtikrinantis, kad saugomos žemės nebūtų naudojamos.
Norėdami įvertinti, ar šiose miškingose vietovėse nusėdęs gyvsidabris patenka į sausumos maisto tinklą, išmatavome kelių paukščių giesmininkų uodegų plunksnas iš Los Amigos draustinio (kuriam įtakos turėjo kasyba) ir Cocha Cashu biologinės stoties (nepaveikti seni paukščiai).bendra gyvsidabrio koncentracija.augimo miškas), 140 km nuo mūsų labiausiai aukštupio Bokamanu mėginių ėmimo vietos. Visų trijų rūšių, kurių kiekvienoje vietoje buvo imami keli individai, Hg buvo padidėjęs Los Amigos paukščių, palyginti su Cocha Cashu (4 pav.). modelis išliko neatsižvelgiant į maitinimosi įpročius, nes į mūsų pavyzdį buvo įtrauktas skruzdėlynas prieš valgytoją Myrmotherula axillaris, skruzdėlynus nešiotojas Phlegopsis nigromaculata ir vaisėdė Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10], palyginti su 0,9 μg g–1). [n = 2], 4,1 [n = 10], palyginti su 1,4 μg g-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] ir 0,1 μg g-1 [n = 2]). Iš 10 Phlegopsis nigromaculata asmenys, paimti Los Amigos, 3 viršijo EC10 (efektyvi koncentracija, sumažinanti 10 % reprodukcinės sėkmės), 3 viršijo EC20, 1 viršijo EC30 (žr. EB kriterijus Evers58) ir nė vienas Cocha Bet kuri Cashu rūšis neviršija EC10. Šie preliminarūs radiniai, kurių vidutinė gyvsidabrio koncentracija paukščiuose giesmininkėse iš saugomų miškų, esančių šalia ASGM veiklos, yra 2–3 kartus didesnė,ir individualios gyvsidabrio koncentracijos iki 12 kartų didesnės, kelia susirūpinimą, kad gyvsidabrio tarša dėl ASGM gali patekti į sausumos maisto tinklus.Šie rezultatai pabrėžia, kaip svarbu užkirsti kelią ASGM veiklai nacionaliniuose parkuose ir juos supančiose buferinėse zonose.
Duomenys buvo renkami Los Amigos Conservation Concessions (n = 10 Myrmotherula axillaris [invertivore) ir Phlegopsi nigromaculata [skruzdėles sekantis invertivore], n = 46 Pipra fasciicauda [frugivore]; raudonojo trikampio simbolis) ir atokiose vietose Cočoje. Kašu biologinė stotis (n = 2 kiekvienai rūšiai; žalios apskritimo simboliai).Įrodyta, kad efektyvios koncentracijos (EC) sumažina reprodukcijos sėkmę 10%, 20% ir 30% (žr. Evers58).Paukščių nuotraukos modifikuotos iš Schulenbergo65.
Nuo 2012 m. ASGM mastas Peru Amazonėje išaugo daugiau nei 40 % saugomose teritorijose ir 2,25 ar daugiau neapsaugotose teritorijose. Nuolatinis gyvsidabrio naudojimas amatų ir nedidelės apimties aukso kasyboms gali turėti pražūtingų padarinių laukinei gamtai kurie gyvena šiuose miškuose. Net jei kalnakasiai nedelsdami nustos naudoti gyvsidabrį, šio teršalo poveikis dirvožemyje gali trukti šimtmečius, todėl gali padidėti miškų naikinimo ir miškų gaisrų nuostoliai61,62. Taigi gyvsidabrio tarša dėl ASGM gali būti ilgalaikė. poveikis nepaliestų miškų, besiribojančių su ASGM, biotai, esama rizika ir būsima rizika dėl gyvsidabrio išleidimo senuose miškuose, turinčiuose didžiausią apsaugos vertę.ir pakartotinai suaktyvinti, kad būtų maksimaliai padidintas užteršimo potencialas.Mūsų išvada, kad antžeminei biotai gali kilti didelė gyvsidabrio užteršimo ASGM rizika, turėtų suteikti tolesnį postūmį tęsti pastangas mažinti gyvsidabrio išmetimą iš ASGM. Šios pastangos apima įvairius metodus, pradedant gana paprastu gyvsidabrio surinkimu. distiliavimo sistemas į sudėtingesnes ekonomines ir socialines investicijas, kurios įformins veiklą ir sumažins ekonomines paskatas neteisėtam ASGM.
Turime penkias stotis 200 km atstumu nuo Madre de Dios upės. Mėginių ėmimo vietas pasirinkome atsižvelgdami į tai, ar jos yra arti intensyvios ASGM veiklos, maždaug 50 km atstumu tarp kiekvienos mėginių ėmimo vietos, pasiekiamos per Madre de Dios upę (2A pav.). pasirinkome dvi vietas, kuriose nėra kasybos (Boca Manu ir Chilive, atitinkamai maždaug 100 ir 50 km nuo ASGM), toliau vadinamos „atokiomis vietomis“. Kasybos teritorijoje pasirinkome tris vietas, toliau – „Kasybos vietos“, dvi kasybos vietos antriniame miške netoli Boca Colorado ir Laberinto miestų ir viena kasybos vieta nepaliestame pirminiame miške. Los Amigos apsaugos nuolaidos. Atkreipkite dėmesį, kad Boca Colorado ir Laberinto vietose, esančiose šioje kasybos zonoje, degimo metu išsiskiria gyvsidabrio garai gyvsidabrio ir aukso amalgamos naudojimas yra dažnas atvejis, tačiau tiksli vieta ir kiekis nežinomi, nes ši veikla dažnai yra neteisėta ir slapta;derinsime kasybą ir gyvsidabrį. Lydinio deginimas bendrai vadinamas „ASGM veikla“. 2018 m. sausuoju sezonu (2018 m. liepos ir rugpjūčio mėn.) ir 2018 m. lietinguoju sezonu (2018 m. gruodžio mėn.) plynuose (miško naikinimo plotuose visiškai nėra sumedėjusių augalų) ir Po medžių lajais (miško plotai), mes Penkiose vietose buvo įrengti nuosėdų mėginių ėmikliai, o 2019 m. sausio mėn.) surinkti atitinkamai šlapias nuosėdas (n = 3) ir prasiskverbimo kritimą (n = 4). Kritulių mėginiai buvo renkami per keturias savaites. sausas sezonas ir dvi ar trys savaitės lietaus sezono metu. Antraisiais sausojo sezono mėginių ėmimo metais (2019 m. liepos ir rugpjūčio mėn.) šešiuose papildomuose Los Amigos miško sklypuose penkioms savaitėms įrengėme kolektorius (n = 4), remdamiesi dideli nusodinimo rodikliai, išmatuoti pirmaisiais metais, Los Amigos mieste iš viso yra 7 miško sklypai ir 1 miško kirtimo sklypas. Atstumas tarp sklypų buvo 0,1–2,5 km. Kiekviename sklype surinkome po vieną GPS maršruto tašką naudodami rankinį Garmin GPS.
2018 m. sausuoju sezonu (2018 m. liepos–rugpjūčio mėn.) ir 2018 m. lietinguoju sezonu (2018 m. gruodžio mėn.–2019 m. sausio mėn.) dviem mėnesiams (PAS) dislokavome pasyvius gyvsidabrio oro mėginių ėmimo įrenginius kiekvienoje iš penkių vietų. sausuoju metų laiku, o lietaus sezono metu buvo panaudoti du PAS mėginių ėmikliai. PAS (sukūrė McLagan ir kt. 63) surenka dujinį elementinį gyvsidabrį (GEM) pasyvios difuzijos ir adsorbcijos būdu ant siera impregnuoto anglies sorbento (HGR-AC). Radiello© difuzijos barjeras. PAS difuzijos barjeras veikia kaip barjeras, neleidžiantis patekti dujinėms organinėms gyvsidabrio dalims;todėl tik GEM yra adsorbuojamas į anglį 64. Naudojome plastikinius kabelių raištelius, kad pritvirtintume PAS prie stulpo maždaug 1 m virš žemės. Visi mėginių ėmikliai buvo užsandarinti parafilmu arba laikomi pakartotinai uždaromuose dvisluoksniuose plastikiniuose maišeliuose prieš ir po panaudojimo. surinktas tuščiasis lauko mėginys ir kelionės tuščiasis PAS, kad būtų galima įvertinti užterštumą, atsiradusį imant mėginius, laikymą lauke, sandėliavimą laboratorijoje ir vežant mėginius.
Įrengdami visas penkias mėginių ėmimo vietas, miškų naikinimo vietoje pastatėme tris kritulių rinktuvus gyvsidabrio analizei ir du rinktuvus kitoms cheminėms analizėms ir keturis pralaidumo rinktuvus gyvsidabrio analizei.kolektorius ir du kolektoriai kitoms cheminėms analizėms. Kolektoriai yra vieno metro atstumu vienas nuo kito. Atkreipkite dėmesį, kad nors kiekvienoje vietoje yra sumontuotas pastovus kolektorių skaičius, kai kuriais surinkimo laikotarpiais mėginių dydžiai yra mažesni dėl aikštelės užtvindymo, žmonių trikdžiai su kolektoriais ir sujungimo tarp vamzdelių ir surinkimo butelių gedimai. Kiekvienoje miško ir miško kirtimo vietoje viename gyvsidabrio analizei skirtame rinktuve buvo 500 ml, o kitame – 250 ml buteliukas;visuose kituose cheminės analizės rinktuvuose buvo 250 ml talpos butelis.Šie mėginiai buvo laikomi šaldytuve, kol nebeliko šaldiklio, po to siunčiami į JAV ant ledo ir laikomi užšaldyti iki analizės. Gyvsidabrio analizės rinktuvą sudaro stiklinis piltuvas, praleidžiamas per naują stireno-etileno-butadieno-stireno blokinio polimero (C-Flex) vamzdelį su nauju polietileno tereftalato esterio kopoliesterio glikolio (PETG) buteliuku su kilpa, kuri veikia kaip garų užraktas. Išskleidimo metu visi 250 ml PETG buteliai buvo parūgštinti su 1 ml metalo laipsnio druskos rūgšties (HCl) ir visi 500 ml talpos PETG buteliai buvo parūgštinti 2 ml metalo grynumo HCl. Kitoms cheminėms analizėms skirtą rinktuvą sudaro plastikinis piltuvas, sujungtas su polietileno buteliu per naują C-Flex vamzdelį su kilpa, kuri veikia kaip garų užraktas.Visi stikliniai piltuvėliai, plastikiniai piltuvėliai ir polietileniniai buteliai prieš panaudojant buvo išplauti rūgštimi. Paėmėme mėginius naudodami švarių rankų ir nešvarių rankų protokolą (EPA metodas 1669), saugojomekiek įmanoma šalčiau, kol grįšite į Jungtines Valstijas, o po to mėginiai buvo laikomi 4 °C temperatūroje iki analizės. Ankstesni tyrimai, naudojant šį metodą, parodė, kad 90–110 % laboratorinių tuščiųjų mėginių išgaunama žemiau aptikimo ribos ir standartiniai šuoliai37.
Kiekvienoje iš penkių vietų rinkome lapus kaip vainiko lapus, paėmėme lapų mėginius, šviežią kraiką ir masinį kraiką, taikydami švarių rankų – nešvarių rankų protokolą (EPA metodas 1669). Visi mėginiai buvo paimti pagal SERFOR surinkimo licenciją. , Peru, ir importuotas į JAV pagal USDA importo licenciją.Rinkome lajų lapus nuo dviejų rūšių medžių, rastų visose vietose: besiformuojančios medžių rūšies (Ficus insipida) ir vidutinio dydžio medžio (Inga feuilleei).Rinkome lapus. iš medžių lajų naudojant Notch Big Shot timpa 2018 m. sausuoju sezonu, 2018 m. lietaus sezonu ir 2019 m. sausuoju sezonu (n = 3 kiekvienai rūšiai). Paėmėme lapų griebimo mėginius (n = 1) rinkdami lapus iš kiekvieno sklypo nuo šakos žemiau nei 2 m virš žemės 2018 m. sausuoju sezonu, 2018 m. lietaus sezonu ir 2019 m. sausuoju sezonu. 2019 m. taip pat rinkome lapų griebimo pavyzdžius (n = 1) iš 6 papildomų miško sklypų Los Amigos mieste. Surinkome šviežias kraikas („birus kraikas“) plastikiniais tinkleliu išklotuose krepšiuose(n = 5) 2018 m. lietaus sezono metu visose penkiose miško aikštelėse ir 2019 m. sausuoju sezonu Los Amigos sklype (n = 5). Atkreipkite dėmesį, kad nors kiekvienoje vietoje įrengėme pastovų krepšelių skaičių, kai kuriais rinkimo laikotarpiais , mūsų imties dydis buvo mažesnis dėl aikštelės užtvindymo ir žmonių įsikišimo į kolektorių.Visi šiukšlių krepšiai dedami per vieną metrą nuo vandens rinktuvo. 2018 m. sausuoju sezonu, 2018 m. lietinguoju sezonu ėmėme masinius kraiko pavyzdžius. 2019 m. sausasis sezonas. 2019 m. sausuoju sezonu taip pat surinkome didelį kiekį kraiko visuose mūsų Los Amigos sklypuose. Visus lapų pavyzdžius šaldome, kol juos buvo galima užšaldyti naudojant šaldiklį, tada gabenome į JAV ant ledo, ir po to laikomi užšaldyti iki perdirbimo.
2019 m. sausuoju sezonu per visus tris sezoninius įvykius ėmėme dirvožemio mėginius trimis egzemplioriais (n = 3) iš visų penkių vietų (atvirų ir lajų) ir Los Amigos sklypo. Visi dirvožemio mėginiai buvo paimti per vieną metrą nuo kritulių rinktuvo. Naudodami dirvožemio mėginių ėmiklį rinkome dirvožemio mėginius kaip viršutinį dirvos sluoksnį po kraiko sluoksniu (0–5 cm). Be to, 2018 m. sausuoju sezonu rinkome iki 45 cm gylio dirvožemio šerdis ir suskirstėme į penkis gylio segmentus. Laberinto įmonėje galėjome renkame tik vieną dirvožemio profilį, nes vandens lygis yra arti dirvožemio paviršiaus. Visus mėginius paėmėme naudodami švarių rankų nešvarių rankų protokolą (EPA metodas 1669). Visus dirvožemio mėginius šaldome, kol juos buvo galima užšaldyti šaldytuve, tada išvežėme ant ledo į JAV, o po to iki perdirbimo laikomi sušaldyti.
Naudokitės rūko lizdais, įtaisytais auštant ir sutemus, kad gaudytumėte paukščius vėsiausiu paros metu.Los Amigos draustinyje devyniose vietose įdėjome penkis rūko lizdus (1,8 × 2,4). Cocha Cashu Bio stotyje įdėjome 8–20 10 rūko lizdų (12 x 3,2 m) 19 vietų. Abiejose vietose surinkome kiekvieno paukščio pirmąją centrinę uodegos plunksną, o jei ne, kitą seniausią plunksną. Plunksnas laikome švariuose Ziploc maišeliuose arba maniliniuose vokuose su silikonu. Rinkome fotografiniai įrašai ir morfometriniai matavimai rūšims identifikuoti pagal Schulenbergą65.Abu tyrimus palaikė SERFOR ir gavo Gyvūnų tyrimų tarybos (IACUC) leidimą. Lyginant paukščių plunksnų Hg koncentracijas, ištyrėme tas rūšis, kurių plunksnos buvo surinktos Los Amigos gamtosaugos koncesijoje. ir Cocha Cashu biologinė stotis (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Norint nustatyti lapų ploto indeksą (LAI), lidaro duomenys buvo renkami naudojant GatorEye nepilotuojamą oro laboratoriją, jutiklių sintezės nepilotuojamą oro sistemą (daugiau informacijos rasite www.gatoreye.org, kurią taip pat galima rasti naudojant nuorodą „2019 Peru Los Friends“ birželis). ) 66. Lidaras buvo surinktas Los Amigos gamtos apsaugos draustinyje 2019 m. birželio mėn., kurio aukštis 80 m, skrydžio greitis 12 m/s ir 100 m atstumas tarp gretimų maršrutų, todėl šoninio nuokrypio aprėpties rodiklis pasiekė 75 %.Taškų, paskirstytų vertikaliame miško profilyje, tankis viršija 200 taškų kvadratiniame metre. Skrydžio plotas sutampa su visomis Los Amigos mėginių ėmimo vietomis 2019 m. sausojo sezono metu.
Kiekybiškai įvertinome bendrą PAS surinktų GEM Hg koncentraciją terminės desorbcijos, sintezės ir atominės absorbcijos spektroskopijos būdu (USEPA metodas 7473), naudodami Hydra C instrumentą (Teledyne, CV-AAS). CV-AAS kalibravome naudodami Nacionalinį standartų institutą. ir technologijos (NIST) standartinė etaloninė medžiaga 3133 (Hg standartinis tirpalas, 10,004 mg g-1) su aptikimo riba 0,5 ng Hg. Atlikome nuolatinį kalibravimo patikrinimą (CCV) naudodami NIST SRM 3133 ir kokybės kontrolės standartus (QCS) naudodami NIST 1632e (bituminė anglis, 135,1 mg g-1). Kiekvieną mėginį suskirstėme į skirtingą valtį, įdėjome tarp dviejų plonų natrio karbonato (Na2CO3) miltelių sluoksnių ir padengėme plonu aliuminio hidroksido (Al(OH)) sluoksniu. 3) milteliai67.Mes išmatavome bendrą HGR-AC kiekį kiekviename mėginyje, kad pašalintume bet kokį Hg pasiskirstymo nehomogeniškumą HGR-AC sorbente. Todėl kiekvieno mėginio gyvsidabrio koncentraciją apskaičiavome pagal viso gyvsidabrio, išmatuoto kiekvienas laivas irvisas HGR-AC sorbento kiekis PAS.Atsižvelgiant į tai, kad koncentracijos matavimams 2018 m. sausuoju sezonu iš kiekvienos vietos buvo paimtas tik vienas PAS mėginys, metodo kokybės kontrolė ir užtikrinimas buvo atliktas sugrupuojant mėginius su stebėjimo procedūrų tuščiaisiais, vidiniais standartais ir matrica. 2018 m. lietaus sezono metu pakartojome PAS mėginių matavimus. Vertės buvo laikomos priimtinomis, kai CCV ir matricos atitikimo standartų matavimų santykinis procentinis skirtumas (RPD) buvo 5% ribos nuo priimtino. vertė, o visi procedūriniai tuščiieji mėginiai buvo žemiau aptikimo ribos (BDL). Tuščiuoju būdu pakoregavome bendrą gyvsidabrio kiekį, išmatuotą PAS, naudodami koncentracijas, nustatytas iš lauko ir išjungimo tuščiųjų mėginių (0,81 ± 0,18 ng g-1, n = 5). Apskaičiavome GEM koncentracijos, naudojant tuščiąja analize pakoreguotą bendrą adsorbuoto gyvsidabrio masę, padalytą iš išsiskleidimo laiko ir mėginių ėmimo greičio (oro kiekis, skirtas pašalinti dujinį gyvsidabrį per laiko vienetą);0,135 m3 diena-1)63,68, pakoreguota pagal temperatūrą ir vėją iš World Weather Online. Vidutinės temperatūros ir vėjo matavimai, gauti Madre de Dios regione68. Išmatuotų GEM koncentracijų standartinė paklaida yra pagrįsta išorinio standarto paklaida paleisti prieš ir po mėginio.
Išanalizavome vandens mėginių bendrą gyvsidabrio kiekį oksiduodami bromo chloridu mažiausiai 24 valandas, po to atlikome alavo chlorido redukciją ir prapūtimo bei gaudyklių analizę, šaltų garų atominės fluorescencijos spektroskopiją (CVAFS) ir dujų chromatografijos (GC) atskyrimą (EPA metodas). 1631 Tekran 2600 Automatic Total Mercury Analyzer, Rev. E). Atlikome CCV 2018 m. sausojo sezono mėginiams, naudodami Ultra Scientific sertifikuotus vandeninio gyvsidabrio standartus (10 μg L-1) ir pradinį kalibravimo patikrinimą (ICV), naudodami NIST sertifikuotą etaloninę medžiagą. 1641D (gyvsidabris vandenyje, 1,557 mg kg-1) ), kurio aptikimo riba yra 0,02 ng L-1. 2018 m. drėgnojo ir 2019 m. sausojo sezono mėginiams naudojome Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1,0 ng L-1). ) kalibravimui ir CCV bei SPEX Centriprep induktyviai susietos plazmos masių spektrometrijos (ICP-MS) kelių elementų, skirtų ICV tirpalo etalonui 2 A su aptikimo riba 0,5 ng L-1.Visi etalonai atgauti per 15 % priimtinų verčių.d ruošiniai, skaidymo ruošiniai ir analizės ruošiniai yra visi BDL.
Penkias dienas džiovinome liofilizuotus dirvožemio ir lapų mėginius. Mėginius homogenizavome ir išanalizavome viso gyvsidabrio kiekį terminio skilimo, katalizinės redukcijos, sintezės, desorbcijos ir atominės absorbcijos spektroskopijos (EPA metodas 7473) naudojant Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA). -80). 2018 m. sausojo sezono mėginiams atlikome DMA-80 bandymus naudodami NIST 1633c (lakieji pelenai, 1005 ng g-1) ir Kanados nacionalinės tyrimų tarybos sertifikuotą etaloninę medžiagą MESS-3 (jūros nuosėdos, 91 ng g). -1).Kalibravimas.CCV ir MS naudojome NIST 1633c, o QCS – MESS-3 su 0,2 ng Hg aptikimo riba. 2018 m. drėgnojo ir 2019 m. sausojo sezono mėginiams DMA-80 kalibravome naudodami Brooks Rand Instruments Total Mercury standartą (1,0). ng L−1). CCV ir MS naudojome NIST standartinę etaloninę medžiagą 2709a (San Joaquin dirvožemis, 1100 ng g-1) ir DORM-4 (žuvies baltymas, 410 ng g-1) QCS, kurios aptikimo riba yra 0,5 ng Hg.Visais sezonais visus mėginius analizavome pagal pasikartojančias ir priimtas vertes, kai RPD tarp dviejų mėginių buvo 10 %. Vidutinis visų standartų ir matricos smailių atstatymas neviršijo 10 % priimtinų verčių, o visi tuščiieji mėginiai buvo BDL. Visos nurodytos koncentracijos yra sausos masės.
Išanalizavome metilo gyvsidabrį vandens mėginiuose iš visų trijų sezoninių veiklų, lapų mėginius iš 2018 m. sausojo sezono ir dirvožemio mėginius iš visų trijų sezoninių veiklų. Vandens mėginius ekstrahavome su sieros rūgštimi mažiausiai 24 valandas, 69 suvirškintus lapus su 2 % kalio hidroksido metanolyje ne trumpiau kaip 48 valandas 55 °C temperatūroje ne trumpiau kaip 70 valandų ir mikrobangų krosnelėje suardytas dirvožemis su metalo HNO3 rūgštimi71,72.2018 m. sausojo sezono mėginius išanalizavome etilinant vandenį naudojant natrio tetraetilboratą, valymą ir gaudyklę bei CVAFS naudojant Tekran 2500 spektrometrą (EPA metodas 1630). Naudojome Frontier Geosciences akredituotus laboratorijos MeHg standartus ir nuosėdų QCS, naudodami ERM CC580 kalibravimą ir V. metodo aptikimo riba yra 0,2 ng L-1. 2019 m. sausojo sezono mėginius išanalizavome naudodami natrio tetraetilboratą vandens etilavimui, valymui ir gaudymui, CVAFS, GC ir ICP-MS naudodami Agilent 770 (EPA metodas 1630)73. Naudojome Brooks Rand Instruments metilo gyvsidabrio standartai (1 ng L−1) kalibravimui ir CCV su metodo aptikimo riba 1 pg. Visi etalonai atsigavo 15% leistinų verčių visais sezonais, o visi tuščiieji mėginiai buvo BDL.
Mūsų Biologinės įvairovės instituto toksikologijos laboratorijoje (Portlandas, Meinas, JAV) metodo aptikimo riba buvo 0,001 μg g-1. Kalibravome DMA-80 naudodami DOLT-5 (šaulių kepenys, 0,44 μg g-1), CE-464 (5,24). μg g-1) ir NIST 2710a (Montanos dirvožemis, 9,888 μg g-1) . CCV ir QCS naudojame DOLT-5 ir CE-464. Vidutinis visų standartų išgaunamas kiekis neviršijo 5 % priimtinų verčių, o visi ruošiniai buvo BDL.Visi pakartojimai neviršijo 15 % RPD. Visos praneštos plunksnų bendros gyvsidabrio koncentracijos yra šviežios masės (fw).
Vandens mėginiams papildomai cheminei analizei filtruoti naudojame 0,45 μm membraninius filtrus.Jonų chromatografijos būdu (EPA metodas 4110B) išanalizavome vandens mėginius anijonams (chloridams, nitratams, sulfatams) ir katijonams (kalcio, magnio, kalio, natrio) nustatyti [USEPA, 2017a] naudojant Dionex ICS 2000 jonų chromatografą .Visi standartai atsigavo per 10 % priimtinų verčių, o visi tuščiieji mėginiai buvo BDL. Naudojame Thermofisher X-Series II mikroelementams analizuoti vandens mėginiuose taikant induktyviai susietą plazmos masės spektrometriją. kalibravimo etalonai buvo paruošti nuosekliai skiedžiant sertifikuotą vandens standartą NIST 1643f. Visi tarpai yra BDL.
Visi srautai ir baseinai, nurodyti tekste ir paveiksluose, naudoja vidutines koncentracijos vertes sausam ir lietingam sezonui. Žr. 1 papildomą lentelę, kurioje pateikiami baseinų ir srautų įverčiai (vidutiniai metiniai srautai abiem sezonais), naudojant mažiausią ir didžiausią išmatuotą koncentraciją. sausus ir lietingus sezonus. Apskaičiavome miško gyvsidabrio srautus pagal Los Amigos gamtosaugos koncesiją kaip suminį gyvsidabrio patekimą per lašus ir šiukšles. Apskaičiavome Hg srautus iš miškų naikinimo iš masinio kritulių Hg nusėdimo. Naudodami kasdienius Los Amigos kritulių kiekio matavimus (surinkta kaip EBLA dalis ir galima gauti iš ACCA pagal pageidavimą), apskaičiavome, kad vidutinis suminis metinis kritulių kiekis per pastarąjį dešimtmetį (2009–2018 m.) yra maždaug 2500 mm per metus-1 . Atkreipkite dėmesį, kad 2018 kalendoriniais metais metinis kritulių kiekis yra artimas šiam vidurkiui ( 2468 mm), o drėgniausi mėnesiai (sausis, vasaris ir gruodis) sudaro apie pusę metinio kritulių kiekio (1288 mm iš 2468 mm).Todėl visuose srauto ir baseino skaičiavimuose naudojame šlapiojo ir sausojo sezonų koncentracijų vidurkį. Tai taip pat leidžia atsižvelgti ne tik į kritulių skirtumą tarp drėgno ir sauso sezonų, bet ir į ASGM aktyvumo lygių skirtumą tarp šių dviejų sezonų. literatūroje pateiktos metinių gyvsidabrio srautų iš atogrąžų miškų vertės skiriasi priklausomai nuo didėjančios gyvsidabrio koncentracijos nuo sauso ir lietaus sezonų arba tik nuo sauso sezonų, kai lygindami mūsų apskaičiuotus srautus su literatūrinėmis reikšmėmis, mes tiesiogiai lyginame savo apskaičiuotus gyvsidabrio srautus, o kitame tyrime buvo paimti mėginiai tiek sausuoju, tiek drėgnuoju metų laiku ir iš naujo įvertino mūsų srautus, naudodamas tik sausojo sezono gyvsidabrio koncentraciją, kai kitu tyrimu buvo paimti mėginiai tik sausuoju metų laiku (pvz., 74).
Norėdami nustatyti bendrą metinį gyvsidabrio kiekį per visą kritulių kiekį, masinį kritulį ir šiukšles Los Amigos, naudojome skirtumą tarp sausojo sezono (visų Los Amigos vietovių vidurkis 2018 ir 2019 m.) ir lietaus sezono (2018 m. vidurkis) gyvsidabrio koncentracija. Bendrajai gyvsidabrio koncentracijai kitose vietose buvo naudojamos vidutinės koncentracijos nuo 2018 m. sausojo sezono iki 2018 m. lietingojo sezono. Metil gyvsidabrio apkrovoms nustatyti naudojome duomenis iš 2018 m. sausojo sezono, vienintelių metų, kuriais buvo matuojamas metilo gyvsidabris. Norėdami įvertinti pakratų gyvsidabrio srautus, naudojome literatūroje pateiktus kraiko normų ir gyvsidabrio koncentracijų, surinktų iš lapų šiukšlių krepšiuose, 417 g m-2 m-1 Peru Amazonėje, skaičiavimus. Dirvožemio Hg baseinui viršutiniuose 5 cm dirvožemio naudojome išmatuotas bendras dirvožemio Hg (2018 ir 2019 m. sausasis sezonas, 2018 m. lietaus sezonas) ir MeHg koncentracijas 2018 m. sausuoju sezonu, o apskaičiuotas tūrinis tankis Brazilijos Amazonėje yra 1,25 g cm-375. Galime tik p.Atlikite šiuos biudžeto skaičiavimus mūsų pagrindinėje tyrimo vietoje Los Amigos, kur yra ilgalaikių kritulių duomenų rinkiniai ir kur visa miško struktūra leidžia naudoti anksčiau surinktus šiukšlių įvertinimus.
Lidar skrydžio linijas apdorojame naudodami GatorEye daugiapakopę papildomo apdorojimo darbo eigą, kuri automatiškai apskaičiuoja švarius sujungtus taškų debesies ir rastrinius produktus, įskaitant skaitmeninius aukščio modelius (DEM), kurių skiriamoji geba yra 0,5 × 0,5 m. Naudojome DEM ir išvalytus lidaro taškinius debesis (WGS-84, UTM). 19S metrai) kaip įvestis į GatorEye lapų ploto tankio (G-LAD) darbo eigą, kuri apskaičiuoja kalibruotus lapų ploto įvertinimus kiekvienam vokseliui (m3) (m2) skersai žemės skersinio stogo viršuje esant 1 × 1 × raiškai. 1 m, ir išvestinė LAI (LAD suma kiekviename 1 × 1 m vertikaliame stulpelyje). Tada išgaunama kiekvieno nubrėžto GPS taško LAI vertė.
Visas statistines analizes atlikome naudodami R versijos 3.6.1 statistinę programinę įrangą76 ir visas vizualizacijas naudodami ggplot2. Atlikome statistinius testus naudodami alfa 0,05. Ryšys tarp dviejų kiekybinių kintamųjų buvo įvertintas naudojant įprastą mažiausių kvadratų regresiją. Palyginome svetaines naudodami neparametrinis Kruskal testas ir porinis Wilcox testas.
Visus duomenis, įtrauktus į šį rankraštį, galima rasti papildomoje informacijoje ir susijusių duomenų failuose. Conservación Amazónica (ACCA) paprašius pateikia duomenis apie kritulius.
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. Spartesnis saugomų miškų nykimas dėl aukso kasybos Peru Amazonėje.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017).
Espejo, JC ir kt. Miškų naikinimas ir miškų nykimas dėl aukso kasybos Peru Amazonėje: 34 metų perspektyva. Remote Sensing 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. et al.Dirbtinių ežerų plėtra didina gyvsidabrio taršą dėl aukso kasybos.mokslas.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Padidėjęs vandens lygis ir sezoninės upių suspenduotų nuosėdų inversijos atogrąžų biologinės įvairovės taškuose dėl amatų aukso kasybos. Procesas. Nacionalinė mokslų akademija.mokslas.US 116, 23936–23941 (2019).
Abe, CA ir kt. Žemės dangos pokyčių poveikio nuosėdų koncentracijai modeliavimas aukso kasybos Amazonės baseine.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).
Paskelbimo laikas: 2022-02-24