Благодарим ви, че посетихте Nature.com. Версията на браузъра, която използвате, има ограничена поддръжка за CSS. За най-добро изживяване ви препоръчваме да използвате актуализиран браузър (или да изключите режима на съвместимост в Internet Explorer). Междувременно, за да сте сигурни продължителна поддръжка, ние ще покажем сайта без стилове и JavaScript.
Емисиите на живак от занаятчийски и дребномащабен добив на злато в южното полукълбо надминават изгарянето на въглища като най-големият източник на живак в света. Ние изследваме отлагането и съхранението на живак в перуанската Амазонка, силно засегната от занаятчийския добив на злато. Непокътнати гори в перуанската Амазонка близо до златните мини получиха изключително високи количества живак, с повишен общ и метилживак в атмосферата, покривните листа и почвата. Тук за първи път показваме, че непокътнати горски корони в близост до занаятчийски златни мини улавят големи количества прахови частици и газообразен живак с пропорционални нива до общата листна площ. Ние документираме значително натрупване на живак в почвата, биомасата и местните пойни птици в някои от най-защитените и богати на биоразнообразие региони на Амазонка, повдигайки важни въпроси за това как замърсяването с живак ограничава съвременните и бъдещи усилия за опазване на тези тропически екосистеми .
Нарастващо предизвикателство за екосистемите на тропическите гори е занаятчийският и дребномащабният добив на злато (ASGM). Тази форма на добив на злато се среща в повече от 70 държави, често неофициално или незаконно, и представлява около 20% от световното производство на злато1. Докато ASGM е важен поминък за местните общности, това води до широко разпространено обезлесяване2,3, обширно превръщане на горите в езера4, високо съдържание на седименти в близките реки5,6 и е основен фактор за глобалната атмосфера Изпускане на емисии на живак (Hg) и най-големи източници на сладководен живак 7. Много интензифицирани ASGM обекти са разположени в горещи точки на глобалното биоразнообразие, което води до загуба на разнообразие8, загуба на чувствителни видове9 и хора10,11,12 и върховни хищници13,14 висока експозиция на живак. Приблизително 675–1000 тона Hg yr-1 се изпаряват и освобождават в глобалната атмосфера от операциите на ASGM всяка година7. Използването на големи количества живак от занаятчийски и дребномащабен добив на злато е изместило основните източницина атмосферните емисии на живак от глобалния север до глобалния юг, с последици за съдбата на живака, транспорта и моделите на експозиция. Въпреки това, малко се знае за съдбата на тези атмосферни емисии на живак и техните модели на отлагане и натрупване в пейзажи, повлияни от ASGM.
Международната конвенция Минамата за живака влезе в сила през 2017 г. и член 7 конкретно се отнася до емисиите на живак от занаятчийски и дребномащабен добив на злато. В ASGM течният елементарен живак се добавя към утайки или руда, за да се отдели златото. След това амалгамата се нагрява, концентриране на златото и освобождаване на газообразен елементарен живак (GEM; Hg0) в атмосферата. Това се случва въпреки усилията на групи като Програмата на ООН за околната среда (UNEP) Глобално партньорство за живак, Организацията на ООН за индустриално развитие (UNIDO) и НПО за насърчаване миньорите да намалят емисиите на живак. Към момента на писане на този текст през 2021 г. 132 държави, включително Перу, са подписали Конвенцията от Минамата и са започнали да разработват национални планове за действие за конкретно справяне с намаляването на емисиите на живак, свързани с ASGM. Учените призоваха тези национални планове за действие да да бъдат приобщаващи, устойчиви и холистични, като вземат предвид социално-икономическите стимули и опасностите за околната среда15,16,17,18.Настоящите планове за справяне с последиците от живака в околната среда се фокусират върху рисковете от живак, свързани с занаятчийски и дребномащабен добив на злато в близост до водни екосистеми, включващи миньори и хора, живеещи в близост до изгаряне на амалгама, и общности, които консумират големи количества хищна риба. Професионална експозиция на живак чрез вдишване на живачни пари от изгарянето на амалгама, експозицията на живак в храната чрез консумация на риба и бионатрупването на живак във водните хранителни мрежи са били в центъра на повечето научни изследвания, свързани с ASGM, включително в Амазонка.По-ранни проучвания (напр. вижте Lodenius и Malm19).
Земните екосистеми също са изложени на риск от експозиция на живак от ASGM. Атмосферният Hg, освободен от ASGM като GEM, може да се върне в земния пейзаж по три основни маршрута20 (фиг. 1): GEM може да бъде адсорбиран към частици в атмосферата, които след това се прихващат от повърхности;GEM може да се абсорбира директно от растенията и да се включи в техните тъкани;накрая, GEM може да се окисли до видове Hg(II), които могат да бъдат отложени на сухо, адсорбирани в атмосферни частици или увлечени в дъждовна вода. Тези пътища доставят живак в почвата чрез водопад (т.е. утаяване през короната на дърветата), отпадъци и валежи, съответно. Мокрото отлагане може да се определи чрез потоците живак в седимента, събрани на открити пространства. Сухото отлагане може да се определи като сбор от потока живак в постелята и потока живак през есента минус потока живак във валежите. Редица изследвания са документирали обогатяване на живак в сухоземни и водни екосистеми в непосредствена близост до активността на ASGM (вижте например обобщената таблица в Gerson et al. 22), вероятно в резултат както на седиментния вход на живак, така и на директното освобождаване на живак. Въпреки това, докато повишеното отлагането на живак в близост до ASGM може да се дължи на изгарянето на амалгама живак-злато, не е ясно как този Hg се транспортира в регионалния пейзаж и относителното значение на различните отлаганияал пътеки в близост до ASGM.
Живакът, излъчван като газообразен елементарен живак (GEM; Hg0), може да се отложи в ландшафта чрез три атмосферни пътя. Първо, GEM може да се окисли до йонен Hg (Hg2+), който може да бъде увлечен във водни капчици и да се отложи върху повърхностите на листата като мокри или сухи отлагания. Второ, GEM могат да адсорбират атмосферни прахови частици (Hgp), които се прихващат от листата и се измиват в пейзажа чрез водопади заедно с прихванатия йонен Hg. Трето, GEM може да се абсорбира в тъканта на листата, докато Hg се отлага в пейзаж като отпадъци. Заедно с падащата вода и отпадъците се считат за оценка на общото отлагане на живак. Въпреки че GEM може също да дифундира и адсорбира директно в почвата и отпадъците77, това може да не е основният път за навлизане на живак в сухоземните екосистеми.
Очакваме концентрациите на газообразен елементарен живак да намаляват с разстоянието от източниците на живачни емисии. Тъй като два от трите пътя на отлагане на живак в ландшафта (чрез падане и отпадъци) зависят от взаимодействията на живака с растителните повърхности, можем също така да предвидим скоростта, с която живакът е отложено в екосистемите и колко сериозно е то за животните. Рискът от въздействие се определя от структурата на растителността, както е показано от наблюдения в бореалните и умерените гори в северните ширини23. Въпреки това, ние също признаваме, че дейността на ASGM често се среща в тропиците, където структурата на короната и относителното изобилие на откритата листна площ варира в широки граници. Относителното значение на пътищата на отлагане на живак в тези екосистеми не е ясно количествено определено, особено за гори в близост до източници на емисии на живак, чийто интензитет рядко се наблюдава в бореалните гори. Следователно, в това изследване, ние задаваме следните въпроси: (1) Как се променят газообразните концентрации на елементарен живак ипътищата на отлагане варират в зависимост от близостта на ASGM и индекса на листната площ на регионалния корона? (2) Съхраняването на живак в почвата свързано ли е с атмосферните вложения? (3) Има ли доказателства за повишено биоакумулиране на живак в обитаващи гори пойни птици в близост до ASGM? Това проучване е първият, който изследва входните данни за отлагането на живак в близост до активността на ASGM и как покривното покритие корелира с тези модели, и първият, който измерва концентрациите на метилживак (MeHg) в пейзажа на перуанската Амазонка. Измерихме GEM в атмосферата и общите валежи, проникване, общ живак и метилживак в листата, отпадъците и почвата в горски и обезлесени местообитания по протежение на 200-километров участък от река Мадре де Диос в югоизточно Перу. Ние предположихме, че близостта до ASGM и миньорски градове, изгарящи Hg-златна амалгама, ще бъде най-важната фактори, управляващи атмосферните концентрации на Hg (GEM) и мокро отлагане на Hg (високи валежи). Тъй като сухото отлагане на живак (проникване + отпадъци) е свързано с трee структура на короната,21,24 ние също така очакваме залесените райони да имат по-високи количества живак, отколкото съседните обезлесени райони, което, като се има предвид високият индекс на листната площ и потенциалът за улавяне на живак, една точка е особено тревожна. Непокътната гора на Амазонка. Допълнително предположихме, че фауната живеещите в гори близо до миньорски градове са имали по-високи нива на живак от фауната, живееща далеч от миньорските райони.
Нашите разследвания се проведоха в провинция Мадре де Диос в югоизточната перуанска Амазония, където повече от 100 000 хектара гори са били обезлесени, за да образуват алувиални ASGM3 в съседство със, а понякога и в рамките на защитени земи и национални резервати. Занаятчийско и дребномащабно злато добивът по реките в този западен регион на Амазонка се е увеличил драстично през последното десетилетие25 и се очаква да се увеличи с високи цени на златото и увеличена свързаност с градските центрове чрез трансокеански магистрали. Дейностите ще продължат 3. Избрахме два обекта без добив (Бока Ману и Чилив , съответно приблизително 100 и 50 km от ASGM) – наричани по-нататък „отдалечени обекти“ – и три обекта в зоната за добив – наричани по-нататък „место за добив на „отдалечени обекти““ (Фиг. 2A). Две от минните обектите са разположени във вторична гора близо до градовете Бока Колорадо и Ла Белинто, а едно място за добив се намира в непокътната стара гора на Los Amigos Conservation Концесия. Обърнете внимание, че в мините Boca Colorado и Laberinto на мината често се появяват живачни пари, отделени от изгарянето на амалгама живак-злато, но точното местоположение и количество са неизвестни, тъй като тези дейности често са неофициални и тайни;ние ще комбинираме рудодобив и изгаряне на живак. Изгарянето на сплавта се нарича общо „ASGM дейност“. На всяко място инсталирахме седиментни проби както през сухия, така и през дъждовния сезон в сечища (зони за обезлесяване, напълно лишени от дървесни растения) и под корони на дървета (гора зони) за общо три сезонни събития (всяко с продължителност 1-2 месеца)) Мокрото отлагане и капката на проникване бяха събрани отделно, а пасивните въздушни проби бяха разположени в откритото пространство за събиране на GEM. Следващата година, въз основа на високото отлагане проценти, измерени през първата година, инсталирахме колектори на шест допълнителни горски парцела в Los Amigos.
Картите на петте точки за вземане на проби са показани като жълти кръгове. Две обекта (Бока Ману, Чилив) се намират в райони, далеч от занаятчийски добив на злато, а три обекта (Лос Амигос, Бока Колорадо и Лаберинто) се намират в райони, засегнати от добива , с миньорски градове, показани като сини триъгълници. Илюстрацията показва типичен отдалечен залесен и обезлесен район, засегнат от минното дело. На всички фигури пунктираната линия представлява разделителната линия между двата отдалечени обекта (вляво) и трите засегнати от минното дело обекта ( вдясно).B Концентрации на газообразен елементарен живак (GEM) във всяко място през сухия сезон на 2018 г. (n = 1 независима проба на място; квадратни символи) и влажния сезон (n = 2 независими проби; квадратни символи) сезони.C Общи концентрации на живак във валежите, събрани в горски (зелен бокс) и обезлесени (кафяв бокс) райони през сухия сезон на 2018 г. За всички боксплоти линиите представляват медиани, кутиите показват Q1 и Q3, мустаците представляват 1,5 пъти интерквартилния диапазон (n =5 независими проби на горско място, n = 4 независими проби на проба от място на обезлесяване). D Общи концентрации на живак в листата, събрани от короната на Ficus insipida и Inga feuillei по време на сухия сезон през 2018 г. (лява ос;тъмнозелени квадратни и светлозелени триъгълни символи, съответно) и от насипни отпадъци на земята (дясна ос; маслиненозелени кръгови символи). Стойностите са показани като средно и стандартно отклонение (n = 3 независими проби на място за живи листа, n = 1 независима проба за постеля). E Общи концентрации на живак в горния слой на почвата (горния слой 0-5 cm), събран в горски (зелен бокс) и обезлесени (кафяв бокс) райони по време на сухия сезон на 2018 г. (n = 3 независими проби на място ).Данните за други сезони са показани на фигура 1.S1 и S2.
Атмосферните концентрации на живак (GEM) бяха в съответствие с нашите прогнози, с високи стойности около активността на ASGM - особено около градовете, изгарящи Hg-златна амалгама - и ниски стойности в райони, далеч от активни минни зони (фиг. 2B). отдалечени райони, концентрациите на GEM са под глобалната средна фонова концентрация в южното полукълбо от около 1 ng m-326. За разлика от тях концентрациите на GEM и в трите мини са 2-14 пъти по-високи, отколкото в отдалечените мини, а концентрациите в близките мини ( до 10,9 ng m-3) са сравними с тези в градските и градските райони и понякога надвишават тези в САЩ, индустриалните зони в Китай и Корея 27. Този модел на GEM в Мадре де Диос е в съответствие с изгарянето на живачно-златната амалгама като основният източник на повишен атмосферен живак в този отдалечен регион на Амазонка.
Докато концентрациите на GEM в сечища проследяват близостта до добива, общите концентрации на живак в проникващите водопади зависят от близостта до добива и структурата на горския навес. Този модел предполага, че концентрациите на GEM сами по себе си не предсказват къде в ландшафта ще се отложи високо съдържание на живак. Измерихме най-високото концентрации на живак в непокътнати зрели гори в минната зона (фиг. 2C). Los Amigos Conservation Conservation имаше най-високите средни концентрации на общ живак през сухия сезон (диапазон: 18-61 ng L-1), докладвани в литературата и бяха сравними до нива, измерени на места, замърсени от добив на цинобър и промишлено изгаряне на въглища.Difference, 28 в Гуейджоу, Китай. Доколкото ни е известно, тези стойности представляват максималните годишни потоци на живак, изчислени с помощта на концентрациите на живак през сухия и влажния сезон и нивата на валежите (71 µg m-2 yr-1; допълнителна таблица 1). Другите два минни обекта не са имали повишени нива на общ живак в сравнение с отдалечените обекти (диапазон: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 yr-1). С изключение на Hg, само алуминий и манганът имаше повишена пропускателна способност в зоната за добив, вероятно поради разчистване на земя, свързано с добива;всички останали измерени главни и микроелементи не варират между минното дело и отдалечените райони (допълнителен файл с данни 1), констатация, съответстваща на динамиката на живак в листата 29 и изгарянето на амалгама от ASGM, а не на прах във въздуха, като основен източник на живак при проникващо падане .
Освен че служат като адсорбенти за прахови частици и газообразен живак, листата на растенията могат директно да абсорбират и интегрират GEM в тъканите30,31. Всъщност, на места, близки до ASGM активност, боклукът е основен източник на отлагане на живак. Средни концентрации на Hg (0,080 –0,22 µg g−1), измерени в листата на живия балдахин от трите минни обекта, надвишават публикуваните стойности за умерените, бореалните и алпийските гори в Северна Америка, Европа и Азия, както и други амазонски гори в Южна Америка, разположен в Южна Америка.Отдалечени райони и близки точкови източници 32, 33, 34. Концентрациите са сравними с тези, докладвани за листния живак в субтропичните смесени гори в Китай и атлантическите гори в Бразилия (фиг. 2D) 32,33,34. Следвайки модела GEM, най-високата общите концентрации на живак в насипните отпадъци и листата са измерени във вторични гори в минната зона. Въпреки това, изчислените потоци живак в отпадъците са били най-високи в непокътната първична гора в мината Los Amigos, вероятно поради по-голямата маса на отпадъците. Ние умножихме преди това отчетено перуанска Amazon 35 чрез Hg, измерена в постелята (средно между влажни и сухи сезони) (фиг. 3A). Тази информация предполага, че близостта до зоните за добив и покритието от корони на дървета значително допринасят за натоварванията с живак в ASGM в този регион.
Данните са показани в A гора и B зона за обезлесяване. Обезлесените зони на Los Amigos са сечища на полеви станции, които съставляват малка част от общата земя. Потоците са показани със стрелки и изразени като µg m-2 yr-1. горните 0-5 cm от почвата, басейните са показани като кръгове и са изразени в μg m-2. Процентът представлява процентът на наличния живак в басейна или поток под формата на метилживак. Средни концентрации между сухите сезони (2018 и 2019) и дъждовни сезони (2018 г.) за общ живак чрез валежи, обемни валежи и отпадъци, за мащабни оценки на натоварванията с живак. Данните за метилживак се основават на сухия сезон 2018 г., единствената година, за която са измерени. Вижте „Методи“ за информация относно обединяването и изчисленията на потока.C Връзка между общата концентрация на живак и индекса на листната площ в осем графика на Los Amigos Conservation Conservation, базирана на обикновена регресия на най-малките квадрати.D Връзка между общата концентрация на живак във валежите и общатаконцентрация на живак в повърхностната почва за всичките пет места в горски (зелени кръгове) и обезлесени (кафяви триъгълници) региони, според обикновената регресия на най-малките квадрати (лентите за грешки показват стандартното отклонение).
Използвайки дългосрочни данни за валежите и отпадъците, успяхме да мащабираме измерванията на проникването и съдържанието на живак в отпадъците от трите кампании, за да предоставим оценка на годишния поток на живак в атмосферата за концесията за опазване Los Amigos (проникване + количество отпадъци + валежи) за предварителна оценка. Открихме, че атмосферните потоци живак в горските резервати в близост до дейността на ASGM са повече от 15 пъти по-високи, отколкото в околните обезлесени райони (137 срещу 9 µg Hg m-2 годишно; Фигура 3 A, B). Тази предварителна оценка оценката на нивата на живак в Los Amigos надвишава докладваните по-рано потоци на живак в близост до точкови източници на живак в горите в Северна Америка и Европа (напр. изгаряне на въглища) и е сравнима със стойностите в индустриален Китай 21,36. Общо взето приблизително 94 % от общото отлагане на живак в защитените гори на Los Amigos се получава чрез сухо отлагане (проникване + постеля – утаяване на живак), принос много по-висок от този на повечето други предниТези резултати подчертават повишените нива на живак, навлизащ в горите чрез сухо отлагане от ASGM, и значението на горския покрив за отстраняването на извлечения от ASGM живак от атмосферата. Очакваме, че силно обогатеният модел на отлагане на Hg, наблюдаван в гористи райони близо до ASGM дейността не е уникална за Перу.
Обратно, обезлесените райони в минните райони имат по-ниски нива на живак, главно поради обилни валежи, с малко количество живак чрез падане и отпадъци. Концентрациите на общия живак в насипни седименти в зоната на мината са сравними с тези, измерени в отдалечени райони (фиг. 2C ). Средните концентрации (диапазон: 1,5–9,1 ng L-1) на общия живак в масовите валежи през сухия сезон бяха по-ниски от докладваните по-рано стойности в Адирондак в Ню Йорк37 и като цяло бяха по-ниски от тези в отдалечените региони на Амазонка38. Следователно, масовото количество валежи на Hg е по-ниско (8,6-21,5 µg Hg m-2 yr-1) в съседната обезлесена зона в сравнение с моделите на концентрация на GEM, през капките и отпадъците на мястото за добив и не отразява близостта до добива .Тъй като ASGM изисква обезлесяване,2,3 изчистените зони, където са съсредоточени минните дейности, имат по-ниски количества живак от атмосферните отлагания, отколкото близките гористи райони, въпреки че неатмосферните преки изпускания на ASGM (катоs елементарни разливи на живак или отпадъци) е вероятно да бъдат много високи.Висока 22.
Промените в живачните потоци, наблюдавани в перуанската Амазонка, се дължат на големи разлики в и между местата по време на сухия сезон (гори и обезлесяване) (фиг. 2). За разлика от това, видяхме минимални разлики в рамките на обекта и между обектите, както и ниски потоци Hg по време на дъждовния сезон (допълнителна фигура 1). Тази сезонна разлика (фиг. 2B) може да се дължи на по-високия интензитет на добива и производството на прах през сухия сезон. Повишеното обезлесяване и намалените валежи през сухите сезони може да увеличи праха производство, като по този начин увеличава количеството атмосферни частици, които абсорбират живак. Производството на живак и прах през сухия сезон може да допринесе за моделите на потока живак в рамките на обезлесяването в сравнение със залесените райони на концесията за опазване Los Amigos.
Тъй като постъпленията на живак от ASGM в перуанската Амазония се отлагат в сухоземните екосистеми предимно чрез взаимодействия с короната на горите, тествахме дали по-високата гъстота на короните на дърветата (т.е. индекс на листната площ) ще доведе до по-високи постъпления на живак. В непокътнатата гора на Los Amigos Conservation Concession, ние събрахме капка капка от 7 горски участъка с различна гъстота на короната. Открихме, че индексът на листната площ е силен предиктор за общия вход на живак през есента и средната обща концентрация на живак през есента се увеличава с индекса на листната площ (Фиг. 3C ).Много други променливи също влияят върху внасянето на живак чрез падане, включително възраст на листата34, грапавост на листата, плътност на устицата, скорост на вятъра39, турбуленция, температура и периоди преди засушаване.
В съответствие с най-високите нива на отлагане на живак, горният слой на почвата (0-5 cm) на гората Los Amigos имаше най-високата обща концентрация на живак (140 ng g-1 през сухия сезон на 2018 г.; фиг. 2E). Освен това концентрациите на живак бяха обогатен в целия измерен вертикален профил на почвата (диапазон 138–155 ng g-1 на дълбочина 45 cm; Допълнителна фигура 3). Единственото място, което показва високи повърхностни концентрации на живак в почвата през сухия сезон на 2018 г., е място за обезлесяване близо до миньорски град (Бока Колорадо). На това място предположихме, че изключително високите концентрации може да се дължат на локализирано замърсяване на елементарен живак по време на термоядрения синтез, тъй като концентрациите не се повишават на дълбочина (>5 cm). Фракцията на атмосферното отлагане на живак загубите при бягство от почвата (т.е. освободеният живак в атмосферата) поради покритието на короната също могат да бъдат много по-ниски в залесените райони, отколкото в обезлесените райони40, което предполага, че значителна част от живака се отлага за опазване.Площта остава в почвата. Общото съдържание на живак в почвата в първичната гора на Los Amigos Conservation Conservation е 9100 μg Hg m-2 в рамките на първите 5 cm и над 80 000 μg Hg m-2 в рамките на първите 45 cm.
Тъй като листата абсорбират главно атмосферния живак, а не почвения живак,30,31 и след това транспортират този живак в почвата чрез падане, възможно е високата скорост на отлагане на живак да задвижва моделите, наблюдавани в почвата. Открихме силна корелация между средната обща концентрациите на живак в горния слой на почвата и общите концентрации на живак във всички горски райони, докато нямаше връзка между живака в горния слой на почвата и общите концентрации на живак при обилни валежи в обезлесени райони (фиг. 3D). Подобни модели бяха очевидни и във връзката между басейните с живак в горния слой на почвата и общи потоци живак в гористи райони, но не и в райони с обезлесяване (почвени басейни с живак и общи потоци на живак валежи).
Почти всички изследвания на земното замърсяване с живак, свързано с ASGM, са ограничени до измервания на общия живак, но концентрациите на метилживак определят бионаличността на живак и последващото натрупване и експозиция на хранителни вещества. В сухоземните екосистеми живакът се метилира от микроорганизми при аноксични условия41,42, така че е обикновено се смята, че високопланинските почви имат по-ниски концентрации на метилживак. Въпреки това, за първи път регистрирахме измерими концентрации на MeHg в амазонски почви в близост до ASGM, което предполага, че повишените концентрации на MeHg се простират отвъд водните екосистеми и в земната среда в тези засегнати от ASGM райони , включително тези, които са потопени през дъждовния сезон.Почва и тези, които остават сухи през цялата година. Най-високите концентрации на метилживак в горния слой на почвата през сухия сезон на 2018 г. се наблюдават в две гористи зони на мината (Boca Colorado и Los Amigos Reserve; 1,4 ng MeHg g−1, 1,4% Hg като MeHg и съответно 1,1 ng MeHg g-1 при 0,79% Hg (като MeHg).Тъй като тези проценти живак под формата на метилживак са сравними с други земни местоположения по света (допълнителна фигура 4), изглежда, че високите концентрации на метилживак се дължи на високия общ внос на живак и голямото съхранение на общия живак в почвата, а не на нетното преобразуване на наличния неорганичен живак в метилживак (допълнителна фигура 5).Нашите резултати представляват първите измервания на метилживак в почви близо до ASGM в перуанската Амазонка. Според други проучвания се съобщава за по-високо производство на метилживак в наводнени и сухи пейзажи43,44 и очакваме по-високи концентрации на метилживак в близките горски сезонни и постоянни влажни зони, които изпитватподобни натоварвания с живак.Въпреки че метилживакът остава да се определи дали има риск от токсичност за сухоземните диви животни в близост до дейностите по добив на злато, но тези гори в близост до дейностите на ASGM може да са горещи точки за бионатрупване на живак в сухоземните хранителни мрежи.
Най-важният и нов резултат от нашата работа е да документираме транспортирането на големи количества живак в горите в близост до ASGM. Нашите данни предполагат, че този живак е наличен в и се движи през земните хранителни мрежи. В допълнение, значителни количества живак се съхраняват в биомаса и почви и е вероятно да бъдат освободени при промяна на земеползването4 и горски пожари45,46. Югоизточната перуанска Амазонка е една от най-биологично разнообразните екосистеми от таксони на гръбначни животни и насекоми на Земята. Висока структурна сложност в непокътнати древни тропически горите насърчават биоразнообразието на птиците48 и осигуряват ниши за широк спектър от обитаващи горите видове49. В резултат на това повече от 50% от района на Мадре де Диос е определена като защитена земя или национален резерват50.Международен натиск за контролиране на незаконната дейност на ASGM в Националният резерват Тамбопата се разрасна значително през последното десетилетие, което доведе до големи мерки за принудително изпълнение (Operación Mercurio) от перуанското правителствопрез 2019 г. Нашите констатации обаче предполагат, че сложността на горите, които са в основата на биоразнообразието на Амазония, прави региона силно уязвим от натоварване и съхранение на живак в ландшафти с увеличени емисии на живак, свързани с ASGM, което води до глобални потоци живак във водата.Най-високото отчетено измерване на количеството се основава на нашите предварителни оценки за повишени потоци живак в отпадъците в непокътнати гори близо до ASGM. Въпреки че нашите разследвания се проведоха в защитени гори, моделът на повишен вход и задържане на живак ще се прилага за всяка стара първична гора близо до ASGM дейност, включително буферни зони, така че тези резултати са в съответствие със защитени и незащитени гори.Защитените гори са сходни. Следователно рисковете от ASGM за живачните ландшафти не са свързани само с директния внос на живак чрез атмосферни емисии, разливи и хвостохранилища, но и със способността на ландшафта да улавя, съхранява и превръща живака в по-бионаличен форми.свързани с потенциалния метилживак, показващи различни ефекти върху глобалните запаси от живак и сухоземната дива природа в зависимост от горската покривка в близост до рудодобива.
Чрез изолирането на атмосферния живак, непокътнатите гори в близост до занаятчийски и дребномащабни златни мини могат да намалят рисковете от живак за близките водни екосистеми и глобалните атмосферни резервоари с живак. Ако тези гори бъдат изчистени за разширени минни или селскостопански дейности, остатъчният живак може да бъде прехвърлен от сушата във водата екосистеми чрез горски пожари, бягство и/или оттичане45, 46, 51, 52, 53. В перуанската Амазония се използват около 180 тона живак годишно в ASGM54, от които около една четвърт се отделя в атмосферата55, предвид концесията за опазване в Los Amigos. Тази площ е приблизително 7,5 пъти общата площ на защитена земя и природни резервати в региона Мадре де Диос (около 4 милиона хектара), който има най-големия дял защитена земя във всяка друга перуанска провинция, и тези големи площи непокътната горска земя.Частично извън радиуса на отлагане на ASGM и живак. По този начин улавянето на живак в непокътнати гори не е достатъчно, за да предотврати навлизането на живак, получен от ASGM, в регионални и глобални атмосферни басейни с живак, което предполага значението на намаляването на емисиите на живак от ASGM. Съдбата на големи количества от живакът, съхраняван в земните системи, е повлиян до голяма степен от политиките за опазване. Бъдещите решения за това как да се управляват непокътнати гори, особено в райони в близост до дейност на ASGM, следователно имат последици за мобилизирането на живак и бионаличността сега и през следващите десетилетия.
Дори ако горите могат да изолират целия живак, освободен в тропическите гори, това няма да е панацея за замърсяването с живак, тъй като сухоземните хранителни мрежи също могат да бъдат уязвими на живак. Знаем много малко за концентрациите на живак в биотата в тези непокътнати гори, но тези първи измерванията на земните находища на живак и метилживака в почвата предполагат, че високите нива на живак в почвата и високото съдържание на метилживак могат да увеличат експозицията на живеещите в тези гори.Рискове за потребителите с висока хранителна стойност.Данни от предишни проучвания за сухоземно бионатрупване на живак в горите с умерен пояс са установили, че концентрациите на живак в кръвта на птиците корелират с концентрациите на живак в седиментите, а пойните птици, които се хранят с храни, извлечени изцяло от сушата, могат да проявяват повишени концентрации на живак 56,57. Повишената експозиция на живак при пойните птици е свързана с намалена репродуктивна способност и успех, намалено оцеляване на потомството, нарушено развитие, поведенчески промени, физиологичен стрес и смъртност58,59. Ако този модел е верен за перуанската Амазония, високите живачни потоци, които се случват в непокътнати гори, могат да доведат до високи концентрации на живак при птици и друга биота, с възможни неблагоприятни ефекти. Това е особено обезпокоително, тъй като регионът е глобална гореща точка на биоразнообразието60. Тези резултати подчертават значението на предотвратяването на занаятчийски и дребномащабен добив на злато в националните защитени зони и буферните зони около тях. Формализиране на дейността на ASGMes15,16 може да бъде механизъм, който да гарантира, че защитените земи не се експлоатират.
За да преценим дали живакът, отложен в тези гористи райони, навлиза в сухоземната хранителна мрежа, ние измерихме перата на опашката на няколко местни пойни птици от резервата Los Amigos (засегнат от минното дело) и биологичната станция Cocha Cashu (незасегнати стари птици).обща концентрация на живак.растяща гора), на 140 км от най-горното ни място за вземане на проби Бокаману. И за трите вида, където са взети проби от множество индивиди на всяко място, Hg е повишен при птиците от Los Amigos в сравнение с Cocha Cashu (фиг. 4). моделът се запазва независимо от хранителните навици, тъй като нашата извадка включва подземния антияд Myrmotherula axillaris, последвания от мравки антияд Phlegopsis nigromaculata и плодояда Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] срещу 0,9 μg g− 1 [n = 2], 4,1 [n = 10] срещу 1,4 μg g-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] срещу 0,1 μg g-1 [n = 2]). От 10-те Phlegopsis nigromaculata индивиди, взети проби в Los Amigos, 3 надвишават EC10 (ефективна концентрация за 10% намаление на репродуктивния успех), 3 надвишават EC20, 1 надвишава EC30 (вижте критериите на EC в Evers58) и нито един индивид Cocha Всеки вид Cashu не надвишава EC10. Тези предварителни констатации със средни концентрации на живак 2-3 пъти по-високи в пойни птици от защитени гори в близост до ASGM дейност,и индивидуални концентрации на живак до 12 пъти по-високи, пораждат опасения, че замърсяването с живак от ASGM може да навлезе в сухоземните хранителни мрежи.степен на значителна загриженост. Тези резултати подчертават значението на предотвратяването на дейността на ASGM в националните паркове и заобикалящите ги буферни зони.
Данните са събрани в Los Amigos Conservation Concessions (n = 10 за Myrmotherula axillaris [подземно инвертивно растение] и Phlegopsi nigromaculata [следващо мравките инвертивно растение], n = 46 за Pipra fasciicauda [плодоядно растение]; символ на червен триъгълник) и отдалечени места в Коча Биологична станция Кашу (n = 2 за вид; символи със зелен кръг). Показано е, че ефективните концентрации (ECs) намаляват репродуктивния успех с 10%, 20% и 30% (вижте Evers58). Снимки на птици, модифицирани от Schulenberg65.
От 2012 г. степента на ASGM в перуанската Амазонка се е увеличила с повече от 40% в защитените зони и с 2,25 или повече в незащитените зони. Продължаващото използване на живак в занаятчийски и дребномащабен добив на злато може да има опустошителни ефекти върху дивата природа които обитават тези гори. Дори ако миньорите спрат незабавно да използват живак, ефектите от този замърсител в почвите могат да продължат с векове, с потенциала да увеличат загубите от обезлесяването и горските пожари61,62. По този начин замърсяването с живак от ASGM може да има дълготраен ефект ефекти върху биотата на непокътнати гори в близост до ASGM, настоящи рискове и бъдещи рискове чрез изпускане на живак в стари гори с най-висока консервационна стойност.и повторно активиране за максимизиране на потенциала на замърсяване. Нашето откритие, че сухоземната биота може да е изложена на значителен риск от замърсяване с живак от ASGM, трябва да даде допълнителен тласък за продължаване на усилията за намаляване на отделянето на живак от ASGM. Тези усилия включват различни подходи, от сравнително просто улавяне на живак системи за дестилация до по-предизвикателни икономически и социални инвестиции, които ще формализират дейността и ще намалят икономическите стимули за незаконни ASGM.
Имаме пет станции в рамките на 200 км от река Мадре де Диос. Избрахме места за вземане на проби въз основа на близостта им до интензивна активност на ASGM, приблизително 50 км между всяко място за вземане на проби, достъпни през река Мадре де Диос (фиг. 2A). Имаме избрахме два обекта без добив (Бока Ману и Чиливе, приблизително на 100 и 50 км от ASGM, съответно), наричани по-нататък „отдалечени обекти“. Избрахме три обекта в зоната за добив, наричани по-долу „места за добив“, два минни обекта във вторична гора близо до градовете Бока Колорадо и Лаберинто и един минен обект в непокътната първична гора. Концесии за защита на Лос Амигос. Моля, имайте предвид, че в обектите на Бока Колорадо и Лаберинто в тази минна зона живачните пари се отделят от горенето на живачно-златната амалгама е често срещано явление, но точното местоположение и количество са неизвестни, тъй като тези дейности често са незаконни и тайни;ние ще комбинираме добив и изгаряне на живак. Сплавта се нарича колективно „ASGM дейност“. По време на сухия сезон на 2018 г. (юли и август 2018 г.) и дъждовния сезон на 2018 г. (декември 2018 г.) в сечища (зони за обезлесяване, напълно свободни от дървесни растения) и под корони на дървета (горски райони), ние Уреди за вземане на проби от седименти бяха инсталирани на пет места и през януари 2019 г.) за събиране съответно на влажни отлагания (n = 3) и спад на проникване (n = 4). Пробите от валежите бяха събрани в продължение на четири седмици в сух сезон и две до три седмици в дъждовния сезон. През втората година на вземане на проби от сухия сезон (юли и август 2019 г.) инсталирахме колектори (n = 4) в шест допълнителни горски парцела в Los Amigos за пет седмици, въз основа на високи нива на отлагане, измерени през първата година. Има общо 7 горски участъка и 1 участък за обезлесяване за Los Amigos. Разстоянието между участъците беше 0,1 до 2,5 km. Събрахме една GPS точка на участък с помощта на ръчен Garmin GPS.
Разположихме пасивни апарати за вземане на проби от въздух за живак на всяко от нашите пет места през сухия сезон на 2018 г. (юли-август 2018 г.) и дъждовния сезон на 2018 г. (декември 2018 г.-януари 2019 г.) за два месеца (PAS). По един апарат за вземане на проби PAS беше разположен на място по време на сухия сезон и два PAS пробоотборника бяха разположени по време на дъждовния сезон. PAS (разработен от McLagan et al. 63) събира газообразен елементарен живак (GEM) чрез пасивна дифузия и адсорбция върху въглероден сорбент, импрегниран със сяра (HGR-AC) чрез дифузионна бариера Radiello©. Дифузионната бариера на PAS действа като бариера срещу преминаването на газообразни органични видове живак;следователно само GEM се адсорбира към въглерод 64. Използвахме пластмасови кабелни връзки, за да прикрепим PAS към стълб на около 1 m над земята. Всички проби бяха запечатани с парафилм или съхранявани в затварящи се двуслойни пластмасови торбички преди и след разгръщането. събрана полева празна проба и пътна празна проба PAS за оценка на замърсяването, въведено по време на вземане на проби, съхранение на място, съхранение в лаборатория и транспортиране на пробата.
По време на разгръщането на всичките пет места за вземане на проби поставихме три колектора за валежи за анализ на живак и два колектора за други химични анализи, както и четири проходни колектора за анализ на живак на мястото за обезлесяване.колектор и два колектора за други химични анализи. Колекторите са на един метър един от друг. Имайте предвид, че въпреки че имаме постоянен брой колектори, инсталирани на всяко място, по време на някои периоди на събиране имаме по-малки размери на пробите поради наводняване на обекта, човешки смущения в колекторите и повреди на връзката между тръбите и бутилките за събиране. Във всяка гора и място за обезлесяване един колектор за анализ на живак съдържаше бутилка от 500 ml, докато другият съдържаше бутилка от 250 ml;всички други колектори за химичен анализ съдържат бутилка от 250 ml. Тези проби се съхраняват в хладилник до освобождаване от фризер, след което се изпращат в Съединените щати върху лед и след това се държат замразени до анализа. Колекторът за анализ на живак се състои от стъклена фуния, преминала през нова тръба от стирен-етилен-бутадиен-стирен блок полимер (C-Flex) с нова бутилка от полиетилен терефталат Естер кополиестер гликол (PETG) с примка, която действа като парозатвор. При разгръщането всички бутилки от 250 ml PETG бяха подкислени с 1 mL следи от метален клас солна киселина (HCl) и всички 500 mL PETG бутилки бяха подкислени с 2 mL следи от метален клас HCl. Колекторът за други химически анализи се състои от пластмасова фуния, свързана с полиетиленова бутилка чрез нова C-Flex тръба с контур, който действа като парозатвор. Всички стъклени фунии, пластмасови фунии и полиетиленови бутилки бяха измити с киселина преди разгръщането. Ние събрахме проби, използвайки протокола чисти ръце-мръсни ръце (EPA метод 1669), запазихме самсе съхранява възможно най-студено до връщане в Съединените щати и след това се съхраняват пробите при 4°C до анализа. Предишни проучвания, използващи този метод, показват 90-110% възстановяване за лабораторни празни проби под границата на откриване и стандартни пикове37.
Във всяко от петте места събрахме листа като покривни листа, взехме проби от листа, пресни отпадъци и насипни отпадъци, използвайки протокола чисти ръце-мръсни ръце (EPA метод 1669). Всички проби бяха събрани съгласно лиценз за събиране от SERFOR , Перу и внесени в Съединените щати с лиценз за внос на USDA. Събрахме покривни листа от два дървесни вида, открити на всички места: нововъзникващ дървесен вид (Ficus insipida) и средно голямо дърво (Inga feuilleei). Събрахме листа от корони на дървета с помощта на прашката Notch Big Shot през сухия сезон на 2018 г., дъждовния сезон на 2018 г. и сухия сезон на 2019 г. (n = 3 за вид). Събрахме проби от листа (n = 1), като събрахме листа от всеки участък от клони на по-малко от 2 м над земята по време на сухия сезон на 2018 г., дъждовния сезон на 2018 г. и сухия сезон на 2019 г. През 2019 г. събрахме и проби от листа (n = 1) от 6 допълнителни горски парцела в Los Amigos. Събрахме прясна постеля („насипна постеля“) в пластмасови мрежести кошове(n = 5) по време на дъждовния сезон на 2018 г. във всичките пет горски обекта и по време на сухия сезон на 2019 г. в района на Лос Амигос (n = 5). Обърнете внимание, че докато инсталирахме постоянен брой кошници на всяко място, по време на някои периоди на събиране , размерът на нашата извадка беше по-малък поради наводняване на обекта и човешка намеса в колекторите. Всички кошове за боклук се поставят в рамките на един метър от водния колектор. Събрахме насипни отпадъци като проби от земни отпадъци през сухия сезон на 2018 г., дъждовния сезон на 2018 г. и сухия сезон на 2019 г. По време на сухия сезон на 2019 г. ние също събрахме голямо количество отпадъци във всички наши парцели на Los Amigos. Охладихме всички проби от листа, докато могат да бъдат замразени с помощта на фризер, след което ги изпратихме до САЩ върху лед, и след това се съхраняват замразени до обработката.
Събрахме почвени проби в три екземпляра (n = 3) от всичките пет места (открито и навес) и парцела Los Amigos през сухия сезон на 2019 г. по време на трите сезонни събития. Всички почвени проби бяха събрани в рамките на един метър от колектора за валежи. Ние събраха почвени проби като горния слой на почвата под слоя постеля (0–5 cm) с помощта на устройство за вземане на почвени проби. Освен това, по време на сухия сезон на 2018 г. събрахме почвени ядра до 45 cm дълбочина и ги разделихме на пет дълбочинни сегмента. В Laberinto можехме събирайте само един почвен профил, тъй като нивото на водата е близо до повърхността на почвата. Събрахме всички проби, използвайки протокола чиста ръка-мръсна ръка (EPA метод 1669). Охладихме всички почвени проби, докато могат да бъдат замразени с помощта на фризер, след което ги изпратихме на лед до Съединените щати и след това съхранявани замразени до обработка.
Използвайте гнезда за мъгла, поставени на разсъмване и здрач, за да хванете птици през най-хладните часове на деня. В резервата Los Amigos поставихме пет гнезда за мъгла (1,8 × 2,4) на девет места. В биостанцията Cocha Cashu поставихме 8 до 10 гнезда за мъгла (12 x 3,2 m) на 19 места. И на двете места събрахме първото централно перо на опашката на всяка птица или, ако не, следващото най-старо перо. Съхраняваме перата в чисти торби Ziploc или манила пликове със силикон. Събрахме фотографски записи и морфометрични измервания за идентифициране на видове според Schulenberg65. И двете проучвания бяха подкрепени от SERFOR и разрешение от Съвета за изследване на животните (IACUC). Когато сравнявахме концентрациите на Hg в перата на птиците, изследвахме тези видове, чиито пера бяха събрани в концесията за опазване на Los Amigos и биологичната станция Cocha Cashu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
За да се определи индексът на листната площ (LAI), лидарните данни бяха събрани с помощта на безпилотната въздушна лаборатория GatorEye, безпилотна въздушна система за синтез на сензори (вижте www.gatoreye.org за подробности, достъпна и чрез връзката „2019 Peru Los Friends“ юни“ ) 66. Лидарът е събран в Los Amigos Conservation Conservation през юни 2019 г. с надморска височина от 80 m, скорост на полета от 12 m/s и разстояние от 100 m между съседни маршрути, така че степента на покритие на странично отклонение достигна 75 %. Плътността на точките, разпределени по вертикалния профил на гората, надвишава 200 точки на квадратен метър. Зоната на полета се припокрива с всички зони за вземане на проби в Los Amigos през сухия сезон на 2019 г.
Определихме количествено общата концентрация на Hg на събраните от PAS GEM чрез термична десорбция, синтез и атомно-абсорбционна спектроскопия (метод на USEPA 7473), използвайки инструмент Hydra C (Teledyne, CV-AAS). Калибрирахме CV-AAS с помощта на Националния институт за стандарти и технология (NIST) Стандартен референтен материал 3133 (Hg стандартен разтвор, 10,004 mg g-1) с граница на откриване от 0,5 ng Hg. Извършихме проверка на непрекъснато калибриране (CCV) с помощта на NIST SRM 3133 и стандарти за контрол на качеството (QCS) с помощта на NIST 1632e (битуминозни въглища, 135,1 mg g-1). Разделихме всяка проба в различна лодка, поставихме я между два тънки слоя прах от натриев карбонат (Na2CO3) и я покрихме с тънък слой алуминиев хидроксид (Al(OH) 3) прах67. Измерихме общото съдържание на HGR-AC на всяка проба, за да премахнем всякаква нехомогенност в разпределението на Hg в HGR-AC сорбента. Следователно изчислихме концентрацията на живак за всяка проба въз основа на сбора от общия живак, измерен чрез всеки съд ицялото съдържание на HGR-AC сорбент в PAS. Като се има предвид, че само една проба от PAS е събрана от всяко място за измерване на концентрацията през сухия сезон на 2018 г., контролът и осигуряването на качеството на метода е извършено чрез групиране на проби с празни проби за процедура за мониторинг, вътрешни стандарти и матрица - съвпадащи критерии. По време на дъждовния сезон на 2018 г. повторихме измерванията на PAS пробите. Стойностите бяха счетени за приемливи, когато относителната процентна разлика (RPD) на измерванията на CCV и съответстващите на матрицата стандарти бяха в рамките на 5% от приемливите стойност и всички процедурни празни проби бяха под границата на откриване (BDL). Ние коригирахме празната проба общия живак, измерен в PAS, използвайки концентрации, определени от полеви и трип празни проби (0,81 ± 0,18 ng g-1, n = 5). Изчислихме GEM концентрации, като се използва общата маса на адсорбирания живак, коригирана чрез празна проба, разделена на времето на разгръщане и скоростта на вземане на проби (количество въздух за отстраняване на газообразен живак за единица време);0,135 m3 ден-1)63,68, коригирано за температура и вятър от World Weather Online Средни измервания на температура и вятър, получени за района на Мадре де Диос68. Стандартната грешка, докладвана за измерените концентрации на GEM, се основава на грешката на външен стандарт пуснете преди и след пробата.
Ние анализирахме водни проби за общо съдържание на живак чрез окисление с бромен хлорид за най-малко 24 часа, последвано от редукция на калаен хлорид и продухване и анализ на улавяне, атомна флуоресцентна спектроскопия със студени пари (CVAFS) и разделяне с газова хроматография (GC) (EPA метод) 1631 на автоматичния анализатор на общ живак Tekran 2600, версия E). Извършихме CCV на пробите от сухия сезон през 2018 г., като използвахме сертифицирани от Ultra Scientific водни стандарти за живак (10 μg L-1) и първоначална проверка на калибриране (ICV), използвайки сертифициран от NIST референтен материал 1641D (живак във вода, 1,557 mg kg-1) ) с граница на откриване от 0,02 ng L-1. За пробите от влажния сезон 2018 г. и сухия сезон 2019 г. използвахме стандарта за общ живак на Brooks Rand Instruments (1,0 ng L−1 ) за калибриране и CCV и SPEX Centriprep индуктивно свързана плазмена масспектрометрия (ICP-MS) многоелементен за ICV разтвор стандарт 2 A с граница на откриване от 0,5 ng L-1. Всички стандарти са възстановени в рамките на 15% от приемливите стойности. Field празни проби, празни проби за смилане и аналитични празни проби са всички BDL.
Изсушихме чрез замразяване проби от почва и листа в продължение на пет дни. Хомогенизирахме пробите и ги анализирахме за общ живак чрез термично разлагане, каталитична редукция, синтез, десорбция и атомно-абсорбционна спектроскопия (EPA метод 7473) на Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA -80). За пробите от сухия сезон през 2018 г. извършихме тестове DMA-80, използвайки NIST 1633c (летлива пепел, 1005 ng g-1) и сертифициран от Националния изследователски съвет на Канада референтен материал MESS-3 (морски седимент, 91 ng g -1).Калибриране.Използвахме NIST 1633c за CCV и MS и MESS-3 за QCS с граница на откриване от 0,2 ng Hg. За пробите от влажния сезон 2018 г. и сухия сезон 2019 г. калибрирахме DMA-80 с помощта на Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1,0 ng L−1). Използвахме стандартен референтен материал на NIST 2709a (почва от Сан Хоакин, 1100 ng g-1) за CCV и MS и DORM-4 (рибен протеин, 410 ng g-1) за QCS с граница на откриване от 0,5 ng Hg. За всички сезони анализирахме всички проби в дубликат и приехме стойности, когато RPD между двете проби беше в рамките на 10%. Средните възстановявания за всички стандарти и пикове на матрицата бяха в рамките на 10% от приемливите стойности и всички празни проби бяха BDL. Всички отчетени концентрации са сухо тегло.
Анализирахме метилживак във водни проби от трите сезонни дейности, проби от листа от сухия сезон на 2018 г. и почвени проби от трите сезонни дейности. Екстрахирахме водни проби със следи от сярна киселина за най-малко 24 часа, 69 усвоени листа с 2 % калиев хидроксид в метанол за най-малко 48 часа при 55°C за най-малко 70 часа и смляна почва чрез микровълнова фурна със следи от метална HNO3 киселина71,72.Анализирахме пробите от сухия сезон през 2018 г. чрез етилиране на вода с помощта на натриев тетраетилборат, продухване и улавяне и CVAFS на спектрометър Tekran 2500 (EPA метод 1630). Използвахме акредитирани от Frontier Geosciences лабораторни MeHg стандарти и QCS на утайки, използвайки ERM CC580 за калибриране и CCV с граница на откриване на метода от 0,2 ng L-1. Анализирахме пробите от сухия сезон през 2019 г., използвайки натриев тетраетилборат за етилиране на водата, пречистване и улавяне, CVAFS, GC и ICP-MS на Agilent 770 (EPA метод 1630)73. Използвахме Стандарти за метилживак на Brooks Rand Instruments (1 ng L−1) за калибриране и CCV с граница на откриване на метода от 1 pg. Всички стандарти са възстановени в рамките на 15% от приемливите стойности за всички сезони и всички празни проби са BDL.
В нашата токсикологична лаборатория на Института по биоразнообразие (Портланд, Мейн, САЩ) границата на откриване на метода беше 0,001 μg g-1. Калибрирахме DMA-80 с помощта на DOLT-5 (черен дроб на риба, 0,44 μg g-1), CE-464 (5,24 μg g-1) и NIST 2710a (почва от Монтана, 9,888 μg g-1). Използваме DOLT-5 и CE-464 за CCV и QCS. Средните възстановявания за всички стандарти бяха в рамките на 5% от приемливите стойности и всички празни проби бяха BDL. Всички реплики бяха в рамките на 15% RPD. Всички докладвани общи концентрации на живак в перата са прясно тегло (fw).
Използваме 0,45 μm мембранни филтри за филтриране на водни проби за допълнителен химичен анализ. Анализирахме водни проби за аниони (хлорид, нитрат, сулфат) и катиони (калций, магнезий, калий, натрий) чрез йонна хроматография (EPA метод 4110B) [USEPA, 2017a] с помощта на йонен хроматограф Dionex ICS 2000. Всички стандарти са възстановени в рамките на 10% от приемливите стойности и всички празни проби са BDL. Ние използваме Thermofisher X-Series II, за да анализираме микроелементи във водни проби чрез масспектрометрия с индуктивно свързана плазма. Инструмент стандартите за калибриране бяха подготвени чрез серийно разреждане на сертифициран воден стандарт NIST 1643f. Всички бели интервали са BDL.
Всички потоци и басейни, докладвани в текста и фигурите, използват средни стойности на концентрация за сухия и дъждовния сезон. Вижте допълнителна таблица 1 за оценки на басейни и потоци (средни годишни потоци за двата сезона), като използвате минималните и максималните измерени концентрации по време на сухи и дъждовни сезони. Изчислихме потоците живак в горите от концесията за опазване на Лос Амигос като сумиран принос на живак чрез капки и отпадъци. Изчислихме потоците Hg от обезлесяването от насипни валежи отлагане на Hg. Използвайки ежедневни измервания на валежите от Лос Амигос (събрани като част от EBLA и достъпни от ACCA при поискване), изчислихме средните кумулативни годишни валежи през последното десетилетие (2009-2018) да бъдат приблизително 2500 mm годишно-1. Имайте предвид, че през календарната 2018 година годишните валежи са близки до тази средна ( 2468 mm), докато най-влажните месеци (януари, февруари и декември) представляват около половината от годишните валежи (1288 mm от 2468 mm) .Поради това ние използваме средната стойност на концентрациите на мокър и сух сезон във всички изчисления на потока и басейна. Това също така ни позволява да вземем предвид не само разликата във валежите между влажни и сухи сезони, но и разликата в нивата на активност на ASGM между тези два сезона. Тъй като литературните стойности на докладваните годишни потоци на живак от тропическите гори варират между нарастващите концентрации на живак от сухи и дъждовни сезони или само от сухи сезони, когато сравняваме нашите изчислени потоци с литературните стойности, ние директно сравняваме нашите изчислени потоци на живак, докато друго проучване взема проби както през сухия, така и във влажния сезон, и преоценихме нашите потоци, използвайки само концентрации на живак през сухия сезон, когато друго проучване взе проби само през сухия сезон (напр. 74).
За да определим общото годишно съдържание на живак в валежите, насипните валежи и отпадъците в Los Amigos, ние използвахме разликата между средната обща сума за сухия сезон (средно за всички обекти на Los Amigos през 2018 г. и 2019 г.) и дъждовния сезон (средно за 2018 г.) концентрация на живак. За общите концентрации на живак на други места бяха използвани средните концентрации между сухия сезон на 2018 г. и дъждовния сезон на 2018 г. За натоварванията с метилживак използвахме данни от сухия сезон на 2018 г., единствената година, за която беше измерено съдържанието на метилживак. За да оценим потоците от живак в отпадъците, използвахме оценки от литературата за количествата отпадъци и концентрациите на живак, събрани от листата в кошчетата за боклук при 417 g m-2 yr-1 в перуанската Амазонка. За почвения Hg басейн в горните 5 cm на почвата, използвахме измерения общ почвен Hg (2018 и 2019 сухи сезони, 2018 дъждовен сезон) и концентрациите на MeHg през сухия сезон 2018, с прогнозна обемна плътност от 1,25 g cm-3 в бразилската Амазония75. Можем само да пизвършете тези бюджетни изчисления в нашия основен обект за проучване, Los Amigos, където са налични дългосрочни набори от данни за валежите и където пълната структура на гората позволява използването на предварително събрани оценки на отпадъците.
Ние обработваме лидарни летателни линии, като използваме многомащабния работен процес за последваща обработка на GatorEye, който автоматично изчислява чисти обединени облаци от точки и растерни продукти, включително цифрови модели на релефа (DEM) с разделителна способност 0,5 × 0,5 m. Използвахме DEM и изчистени облаци от лидарни точки (WGS-84, UTM 19S метра) като вход към работния процес GatorEye Leaf Area Density (G-LAD), който изчислява калибрирани оценки на листната площ за всеки воксел (m3) (m2) върху земята в горната част на сенника с разделителна способност 1 × 1 × 1 m и получената LAI (сума от LAD във всяка вертикална колона 1 × 1 m). След това се извлича LAI стойността на всяка начертана GPS точка.
Извършихме всички статистически анализи, използвайки R версия 3.6.1 статистически софтуер76 и всички визуализации, използвайки ggplot2. Извършихме статистически тестове, използвайки алфа от 0,05. Връзката между две количествени променливи беше оценена с помощта на обикновена регресия на най-малките квадрати. Извършихме сравнения между сайтове, използвайки непараметричен тест на Крускал и тест на Уилкокс по двойки.
Всички данни, включени в този ръкопис, могат да бъдат намерени в Допълнителната информация и свързаните файлове с данни. Conservación Amazónica (ACCA) предоставя данни за валежите при поискване.
Съвет за защита на природните ресурси. Занаятчийско злато: Възможности за отговорно инвестиране – Резюме. Инвестиране в занаятчийско злато Резюме v8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/investing-artisanal-gold-summary.pdf (2016).
Asner, GP & Tupayachi, R. Ускорена загуба на защитени гори поради добива на злато в перуанския Amazon.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017).
Espejo, JC et al. Обезлесяване и деградация на горите от добива на злато в перуанската Амазония: 34-годишна перспектива. Дистанционно наблюдение 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. et al. Разширяването на изкуствените езера засилва замърсяването с живак от добива на злато.science.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Повишени водни нива и сезонни инверсии на речни суспендирани седименти в горещи точки на тропическо биоразнообразие поради занаятчийски добив на злато. Process.National Academy of Sciences.science.US 116, 23936–23941 (2019).
Abe, CA et al. Моделиране на ефектите от промяната на земното покритие върху концентрациите на седименти в златодобивния басейн на Амазонка.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).
Време на публикуване: 24 февруари 2022 г