Amazon skógur fangar mikið magn af kvikasilfursmengun í andrúmsloftinu frá gullnámu í handverki

Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com. Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan stuðning fyrir CSS. Til að fá bestu upplifunina mælum við með að þú notir uppfærðan vafra (eða slökktir á samhæfnistillingu í Internet Explorer). Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, við munum sýna síðuna án stíla og JavaScript.
Losun kvikasilfurs frá gullnámum í handverki og í litlum mæli á suðurhveli jarðar er meiri en kolabrennsla sem stærsta kvikasilfursuppspretta heimsins. Við skoðum útfellingu og geymslu kvikasilfurs í Perú Amazon, sem er fyrir miklum áhrifum af gullnámu handverks. Gullnámur fengu afar mikið kvikasilfursinntak, með hækkuðu heildar- og metýlkvikasilfri í andrúmsloftinu, laufum á tjaldhimnum og jarðvegi. Hér sýnum við í fyrsta skipti að ósnortnar skógarskýlur nálægt handverksgullnámum stöðva mikið magn af agna og loftkenndu kvikasilfri með hlutfallslegum hlutfalli að heildarflatarmáli blaða. Við skráum umtalsverða kvikasilfurssöfnun í jarðvegi, lífmassa og staðbundnum söngfuglum í sumum af vernduðustu og líffræðilegustu svæðum Amazon, sem vekur mikilvægar spurningar um hvernig kvikasilfursmengun heftir nútíma og framtíðarverndaraðgerðir í þessum suðrænu vistkerfum spurningum .
Vaxandi áskorun fyrir vistkerfi suðrænna skóga er handverks- og gullnáma í litlum mæli (ASGM). Þetta form gullnáms á sér stað í meira en 70 löndum, oft óformlega eða ólöglega, og stendur fyrir um 20% af gullframleiðslu heimsins1. Á meðan ASGM stendur yfir er mikilvægt lífsviðurværi fyrir staðbundin samfélög, það hefur í för með sér víðtæka skógareyðingu2,3, víðtæka umbreytingu skóga í tjarnir4, mikið setmagn í nálægum ám5,6 og er stór þáttur í andrúmslofti heimsins Losun kvikasilfurs (Hg) losunar og mestu uppsprettur kvikasilfurs í ferskvatni 7. Margir auknir ASGM staðir eru staðsettir á heitum reitum fyrir líffræðilegan fjölbreytileika á heimsvísu, sem hefur í för með sér tap á fjölbreytileika8, tapi á viðkvæmum tegundum9 og mannlegum10,11,12 og rándýrum á toppi13, 14 mikilli útsetningu fyrir kvikasilfri. Áætlað er að 675–1000 tonn af kvikasilfri Hg yr-1 eru rokgjörn og losuð út í andrúmsloftið frá ASGM starfsemi árlega7. Notkun á miklu magni af kvikasilfri við gullnámur í handverki og í litlum mæli hefur fært stórar uppspretturaf losun kvikasilfurs í andrúmslofti frá hnattrænu norðri til hnattræns suðurs, með vísbendingum um afdrif kvikasilfurs, flutninga og váhrifamynstur. Hins vegar er lítið vitað um afdrif þessarar kvikasilfurslosunar í andrúmsloftinu og útfellingu og uppsöfnunarmynstur þeirra í landslagi sem hefur áhrif á ASGM.
Alþjóðlegi Minamata-samningurinn um kvikasilfur tók gildi árið 2017 og 7. greinin fjallar sérstaklega um losun kvikasilfurs frá gullvinnslu í handverki og í litlum mæli. Í ASGM er fljótandi frumkvikasilfri bætt við setlög eða málmgrýti til að aðskilja gull. Amalgamið er síðan hitað, að einbeita gullinu og losa loftkennt frumkvikasilfur (GEM; Hg0) út í andrúmsloftið. Þetta er þrátt fyrir tilraunir hópa eins og Umhverfisstofnunar Sameinuðu þjóðanna (UNEP) Global Mercury Partnership, Iðnþróunarstofnunar Sameinuðu þjóðanna (UNIDO) og frjálsra félagasamtaka til að hvetja námuverkamenn til að draga úr losun kvikasilfurs. Þegar þetta er skrifað árið 2021 hafa 132 lönd, þar á meðal Perú, undirritað Minamata-sáttmálann og hafa byrjað að þróa landsbundnar aðgerðaáætlanir til að takast sérstaklega á við samdrátt í losun kvikasilfurs sem tengist ASGM. Fræðimenn hafa kallað eftir þessum innlendu aðgerðaáætlunum til að vera án aðgreiningar, sjálfbær og heildræn, að teknu tilliti til félagshagfræðilegra drifkrafta og umhverfisáhættu15,16,17,18.Núverandi áætlanir um að takast á við afleiðingar kvikasilfurs í umhverfinu beinast að kvikasilfursáhættu sem tengist gullnámum í handverki og í litlum mæli nálægt vatnavistkerfum, þar sem námumenn og fólk sem býr nálægt amalgambrennslu og samfélögum sem neyta mikið magns af ránfiski taka þátt. með innöndun kvikasilfursgufu frá bruna amalgams, útsetning fyrir kvikasilfri í fæðunni með neyslu á fiski og uppsöfnun kvikasilfurs í fæðuvefjum í vatni hefur verið í brennidepli í flestum ASGM-tengdum vísindarannsóknum, þar á meðal í Amazon.Fyrri rannsóknir (td sjá Lodenius og Malm19).
Vistkerfi á landi eru einnig í hættu á að verða fyrir kvikasilfri vegna ASGM. Hg í andrúmsloftinu sem losnar frá ASGM þar sem GEM getur snúið aftur til landslagsins í gegnum þrjár meginleiðir20 (Mynd 1): GEM getur aðsogast agnir í andrúmsloftinu, sem síðan eru gripnar af yfirborð;GEM getur frásogast beint af plöntum og fellt inn í vefi þeirra;Að lokum er hægt að oxa GEM í Hg(II) tegundir, sem geta verið þurrútfelldar, aðsogast inn í lofthjúpar eða hleypt inn í regnvatn. Þessar leiðir veita kvikasilfri til jarðvegs í gegnum fallvatn (þ.e. úrkoma þvert yfir trén), rusl og úrkomu, í sömu röð.Vætt útfelling má ákvarða með kvikasilfursflæði í seti sem safnað er í opnum rýmum.Þurrútfelling er hægt að ákvarða sem summa kvikasilfursflæðis í rusli og kvikasilfursflæðis í falli mínus kvikasilfursflæðis í úrkomu. Fjöldi rannsókna hafa skráð auðgun kvikasilfurs í vistkerfum á landi og í vatni í nálægð við ASGM virkni (sjá t.d. samantektartöflu í Gerson o.fl. 22), líklega vegna bæði inntaks kvikasilfurs í seti og beinni losun kvikasilfurs. kvikasilfursútfelling nálægt ASGM gæti verið vegna brennslu kvikasilfurs-gullamalgams, það er óljóst hvernig þetta Hg er flutt í svæðisbundnu landslagi og hlutfallslegt mikilvægi mismunandi útfellingarallar leiðir nálægt ASGM.
Kvikasilfur sem losað er sem loftkennt frumkvikasilfur (GEM; Hg0) er hægt að koma fyrir í landslaginu í gegnum þrjár lofthjúpsbrautir. Í fyrsta lagi er hægt að oxa GEM í jónískt Hg (Hg2+), sem hægt er að hleypa með sér í vatnsdropa og setja á yfirborð laufblaða eins og blautt eða blautt. þurrar útfellingar. Í öðru lagi geta GEM aðsogað svifryk í andrúmsloftinu (Hgp), sem er gripið af laufblöðum og skolað inn í landslagið í gegnum fossa ásamt hleruðu jóna Hg. Í þriðja lagi getur GEM frásogast inn í laufvef, en Hg er sett í landslag sem rusl. Samhliða fallandi vatni og rusli er talið mat á heildarútfellingu kvikasilfurs. Þó að GEM geti einnig dreifst og aðsogast beint í jarðveg og rusl77, er þetta kannski ekki aðalleiðin fyrir innkomu kvikasilfurs inn í vistkerfi á landi.
Við gerum ráð fyrir að styrkur kvikasilfurs í lofttegundum lækki með fjarlægð frá upptökum kvikasilfurslosunar. Þar sem tvær af þremur leiðum kvikasilfursútfellingar í landslag (með falli og rusli) eru háðar samskiptum kvikasilfurs við yfirborð plantna, getum við líka spáð fyrir um hraða kvikasilfurs. útfellt í vistkerfi og hversu alvarlegt það er fyrir dýr. Hættan á áhrifum ræðst af uppbyggingu gróðurs, eins og sést af athugunum í bórealískum og tempruðum skógum á norðlægum breiddargráðum23. Hins vegar viðurkennum við einnig að ASGM virkni á sér oft stað í hitabeltinu, þar sem uppbygging tjaldhimna og hlutfallsleg gnægð óvarins blaðasvæðis er mjög mismunandi. Hlutfallslegt mikilvægi kvikasilfursútfellingarferla í þessum vistkerfum hefur ekki verið metið með skýrum hætti, sérstaklega fyrir skóga sem eru nálægt upptökum kvikasilfurslosunar, en styrkleiki þeirra er sjaldan vart í landskógum. Þess vegna, í þessu rannsókn, spyrjum við eftirfarandi spurninga: (1) Hvernig virkar loftkenndur frumefni kvikasilfurs styrkur ogútfellingarferlar eru breytilegir eftir nálægð ASGM og blaðaflatarvísis svæðisþekjunnar?(2) Eru kvikasilfursgeymsla jarðvegs tengd innföngum andrúmsloftsins?(3) Eru vísbendingar um aukna kvikasilfursuppsöfnun í skógvistum söngfuglum nálægt ASGM? Þessi rannsókn er sá fyrsti til að skoða aðföng kvikasilfursútfellingar nálægt ASGM virkni og hvernig tjaldhimnuþekjan tengist þessum mynstrum, og sá fyrsti til að mæla styrk metýlkvikasilfurs (MeHg) í perúska Amazon landslaginu. Við mældum GEM í andrúmsloftinu og heildarúrkomu, skarpskyggni, samtals kvikasilfur og metýlkvikasilfur í laufum, rusli og jarðvegi í skógi og skógareyddum búsvæðum meðfram 200 kílómetra slóð af Madre de Dios ánni í suðausturhluta Perú. Við gerðum tilgátu um að nálægð við ASGM og námubæjum sem brenna Hg-gullsamalgam væri mikilvægasta þættir sem reka Hg styrk andrúmsloftsins (GEM) og blautt Hg útfellingu (mikil úrkoma).Þar sem þurr kvikasilfursútfelling (penetration + rusl) tengist tree uppbygging tjaldhimins,21,24 við gerum einnig ráð fyrir að skógræktarsvæði hafi meiri kvikasilfursinntak en aðliggjandi skóghreinsuð svæði, sem, miðað við háan blaðsvæðisvísitölu og kvikasilfursfangamöguleika, er eitt atriði sérstaklega áhyggjuefni. Ósnortinn Amazon skógur. bjuggu í skógum nálægt námubæjum var meira kvikasilfursmagn en dýralíf sem býr fjarri námusvæðum.
Rannsóknir okkar fóru fram í héraðinu Madre de Dios í suðausturhluta Perú Amazon, þar sem meira en 100.000 hektarar af skógi hafa verið eytt til að mynda alluvial ASGM3 við hliðina á, og stundum innan, verndaðra landa og þjóðarvarða. Handverks- og smærri gull námuvinnsla meðfram ám á þessu vestanverða Amazon-svæði hefur aukist verulega undanfarinn áratug25 og búist er við að hún aukist með háu gullverði og aukinni tengingu við þéttbýli um þjóðvegi yfir haf. Starfsemin mun halda áfram 3. Við völdum tvo staði án námuvinnslu (Boca Manu og Chilive , um það bil 100 og 50 km frá ASGM, í sömu röð) – hér eftir nefnt „fjarstaðir“ – og þrír staðir innan námusvæðisins – hér eftir nefndir „fjarlægir staðir“ námustaður“ (mynd 2A). Tveir af námuvinnslunni staðir eru staðsettir í afleiddra skógi nálægt bæjunum Boca Colorado og La Bellinto, og einn námustaður er staðsettur í ósnortnum gamalgrónum skógi á Los Amigos Conservatio.n Sérleyfi. Athugaðu að í Boca Colorado og Laberinto námunum í námunni kemur oft kvikasilfursgufa sem losnar út við bruna kvikasilfurs-gullamalgams, en nákvæm staðsetning og magn er ekki þekkt þar sem þessi starfsemi er oft óformleg og leynileg;við munum sameina námuvinnslu og kvikasilfursbrennslu blandaðs er sameiginlega kölluð „ASGM-virkni“. Á hverjum stað settum við upp setsýnistæki bæði á þurru og rigningartímabili í rjóðrum (skógareyðingarsvæði algjörlega laust við viðarplöntur) og undir trjátjaldhimnum (skógi) svæði) fyrir samtals þrjá árstíðabundna atburði (sem stóðu í 1-2 mánuði) ) Blautútfelling og skarpskyggni var safnað sérstaklega og óbeinar loftsýnistæki voru settir á opið rými til að safna GEM. Árið eftir, byggt á mikilli útfellingu verð mæld á fyrsta ári, settum við upp safnara á sex skógarlóðum til viðbótar í Los Amigos.
Kortin af sýnatökustöðvunum fimm eru sýnd sem gulir hringir. Tveir staðir (Boca Manu, Chilive) eru staðsettir á svæðum langt frá gullnámu í handverki og þrír staðir (Los Amigos, Boca Colorado og Laberinto) eru staðsettir á svæðum sem hafa áhrif á námuvinnslu. , með námubæjum sýndir sem bláir þríhyrningar. Myndin sýnir dæmigert afskekkt skógræktað og skóglaust svæði sem hefur áhrif á námuvinnslu. Á öllum myndum táknar strikalínan skillínuna á milli fjarlægu staðanna tveggja (vinstri) og staðanna þriggja sem verða fyrir áhrifum námuvinnslu ( hægri).B Styrkur loftkennds frumkvikasilfurs (GEM) á hverjum stað á þurrkatímabilinu 2018 (n = 1 óháð sýni á hvern stað; ferningatákn) og vottímabil (n = 2 óháð sýni; ferningstákn) árstíðum.C Heildarstyrkur kvikasilfurs í úrkomu sem safnað hefur verið á skógarsvæðum (grænum kassareitum) og skógareyðingu (brúnum kassareitum) á þurru tímabilinu 2018. Fyrir öll kassareitina tákna línur miðgildi, kassar sýna Q1 og Q3, whiskers tákna 1,5 sinnum millifjórðungsbilið (n =5 óháð sýni á hvern skógarstað, n = 4 óháð sýni á hvert sýni á eyðingarstað).D Heildarstyrkur kvikasilfurs í laufum sem safnað er úr tjaldhimnu Ficus insipida og Inga feuillei á þurrkatímanum 2018 (vinstri ás;dökkgrænt ferningatákn og ljósgrænt þríhyrningstákn, í sömu röð) og úr lausu rusli á jörðu niðri (hægri ás; ólífugræn hringtákn) .Gildi eru sýnd sem meðaltal og staðalfrávik (n = 3 óháð sýni á hverri stað fyrir lifandi lauf, n = 1 óháð sýni fyrir rusl).E Heildarstyrkur kvikasilfurs í gróðurjarðvegi (efst 0-5 cm) sem safnað var í skógi (grænt lóð) og skógareyðingu (brúnt lóð) á þurru tímabili 2018 (n = 3 óháð sýni á hverjum stað ).Gögn fyrir aðrar árstíðir eru sýndar á mynd 1.S1 og S2.
Styrkur kvikasilfurs í andrúmslofti (GEM) var í samræmi við spár okkar, með háum gildum í kringum ASGM virkni - sérstaklega í kringum bæi sem brenna Hg-gull amalgam - og lág gildi á svæðum langt frá virkum námusvæðum (mynd 2B). afskekktum svæðum er styrkur GEM undir meðallagi bakgrunnsstyrks á suðurhveli jarðar, um 1 ng m-326. Aftur á móti var styrkur GEM í öllum þremur námunum 2-14 sinnum hærri en í afskekktum námum og styrkur í nálægum námum ( allt að 10,9 ng m-3) voru sambærileg við þær í þéttbýli og þéttbýli, og fóru stundum yfir þær í Bandaríkjunum, iðnaðarsvæðum í Kína og Kóreu 27. Þetta GEM mynstur í Madre de Dios er í samræmi við brennandi kvikasilfursgull amalgam sem helsta uppspretta hækkaðs kvikasilfurs í andrúmsloftinu á þessu afskekkta Amazon-svæði.
Þó styrkur GEM í rjóðrum fylgdi nálægð við námuvinnslu, var heildarstyrkur kvikasilfurs í fossum háð nálægð við námuvinnslu og uppbyggingu skógartjaldanna. Þetta líkan bendir til þess að styrkur GEM einn og sér spáir ekki fyrir um hvar mikið kvikasilfur verður útsett í landslaginu. Við mældum hæsta styrkur kvikasilfurs í ósnortnum þroskaðum skógum innan námusvæðisins (Mynd 2C). Los Amigos Conservation Conservation var með hæsta meðalstyrk heildarkvikasilfurs á þurru tímabili (bil: 18-61 ng L-1) sem greint var frá í bókmenntum og var sambærilegur að magni sem mælt er á stöðum sem eru mengaðir af kanilnámu og kolabrennslu í iðnaði.Mismunur, 28 í Guizhou, Kína. Að okkar vitneskju tákna þessi gildi hámarks árlega gegnumstreymi kvikasilfurs sem reiknað er út með því að nota kvikasilfursstyrk á þurru og blautu tímabili og úrkomuhraða (71 µg m-2 ár-1; viðbótartafla 1). Hinir tveir námustaðirnir höfðu ekki hækkað magn af heildarkvikasilfri samanborið við afskekktu staðina (bil: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 ár-1). Að undanskildum Hg, aðeins ál og mangan hafði aukið gegnumstreymi á námusvæðinu, líklega vegna námutengdrar landhreinsunar;öll önnur mæld aðal- og snefilefni voru ekki breytileg milli námuvinnslu og fjarlægra svæða (viðbótargagnaskrá 1 ), niðurstaða sem er í samræmi við gangverki kvikasilfurs blaða 29 og brennslu ASGM amalgams, frekar en loftborið ryk, sem aðal uppspretta kvikasilfurs í gegnum fallið. .
Auk þess að þjóna sem aðsogsefni fyrir agna og loftkennt kvikasilfur, geta plöntulauf gleypt og samþætt GEM beint í vefi30,31. Reyndar, á stöðum nálægt ASGM virkni, er rusl stór uppspretta kvikasilfursútfellingar.Meðalstyrkur Hg (0,080) –0,22 µg g−1) mæld í lifandi tjaldlaufum frá öllum þremur námustöðum fór yfir birt gildi fyrir tempraða, bórealíska og alpaskóga í Norður-Ameríku, Evrópu og Asíu, auk annarra Amazonaskóga í Suður-Ameríku, staðsett í Suður-Ameríku.Fjarlæg svæði og nærpunktsuppsprettur 32, 33, 34. Styrkur er sambærilegur við þá sem greint er frá fyrir kvikasilfursblöð í subtropical blönduðum skógum í Kína og Atlantshafsskógum í Brasilíu (Mynd 2D)32,33,34.Eftir GEM líkaninu, er hæsta heildarstyrkur kvikasilfurs í lausu rusli og laufblöðum var mældur í afleiddra skógum innan námusvæðisins. Hins vegar var áætlað kvikasilfursflæði úrgangs mest í ósnortnum frumskógi í Los Amigos námunni, líklega vegna meiri úrgangsmassa. tilkynnt Peruvian Amazon 35 af Hg mæld í ruslinu (meðaltal milli blauts og þurrs árstíðar) (Mynd. 3A). Þetta inntak bendir til þess að nálægð við námuvinnslusvæði og trjáþekju sé verulegur þáttur í kvikasilfursálaginu í ASGM á þessu svæði.
Gögnin eru sýnd á A skógi og B skógareyðingarsvæði. Skóghreinsuðu svæði Los Amigos eru túnstöðvarrjóður sem mynda lítinn hluta af öllu landinu. Flæði eru sýnd með örvum og gefin upp sem µg m-2 ár-1. Fyrir efstu 0-5 cm af jarðvegi, laugarnar eru sýndar sem hringir og gefin upp í μg m-2.Prósenta táknar hlutfall kvikasilfurs sem er til staðar í lauginni eða flæði í formi metýlkvikasilfurs.Meðalstyrkur milli þurrkatímabila (2018 og 2019) og regntímar (2018) fyrir heildarkvikasilfur í gegnum úrkomu, magnúrkomu og rusl, til að auka áætlanir um kvikasilfursálag. Metýlkvikasilfursgögn eru byggð á þurrkatímabilinu 2018, eina árið sem það var mælt fyrir. Sjá „Aðferðir“ til að fá upplýsingar um samsöfnun og flæðisreikninga.C Tengsl heildarstyrks kvikasilfurs og blaðaflatarvísitölu í átta reitum Los Amigos Conservation Conservation, byggt á venjulegri minnstu ferninga aðhvarf.D Tengsl heildarstyrks kvikasilfurs í úrkomu og tot.styrkur kvikasilfurs á yfirborði jarðvegs fyrir alla fimm staðina í skógum (grænum hringjum) og skógareyðingu (brúnum þríhyrningum), samkvæmt venjulegri minnstu ferninga aðhvarf (villustikur sýna staðalfrávik).
Með því að nota langtímaúrkomu- og ruslgögn gátum við skalað mælingar á skarpskyggni og kvikasilfursinnihaldi úr rusli frá herferðunum þremur til að gefa áætlun um árlegt kvikasilfursflæði í andrúmsloftinu fyrir Los Amigos Conservation Concession (pending + ruslmagn + úrkoma) fyrir bráðabirgðamat. Við komumst að því að kvikasilfursflæði í andrúmslofti í skógbirgðum við hlið ASGM-virkni var meira en 15 sinnum meiri en á nærliggjandi skóghreinsuðum svæðum (137 á móti 9 µg Hg m-2 ár-1; mynd 3 A,B). Þessi bráðabirgðaáætlun. mat á kvikasilfursmagni í Los Amigos er meira en áður tilkynnt flæði kvikasilfurs nálægt punktupptökum kvikasilfurs í skógum í Norður-Ameríku og Evrópu (td kolabrennslu) og er sambærilegt við gildi í iðnaðar Kína 21,36. Allt sagt um það bil 94 % af heildarútfellingu kvikasilfurs í vernduðum skógum Los Amigos er framleitt af þurru útfellingu (pening + rusl – úrkoma kvikasilfur), framlag sem er mun hærra en hjá flestum öðrum forsendumSt landslag um allan heim. Þessar niðurstöður undirstrika hækkuð magn kvikasilfurs sem berst inn í skóga með þurrútfellingu frá ASGM og mikilvægi skógartjaldarinnar við að fjarlægja ASGM-unnið kvikasilfur úr andrúmsloftinu. starfsemi er ekki einstök fyrir Perú.
Afskógissvæði á námusvæðum hafa lægra magn kvikasilfurs, aðallega vegna mikillar úrkomu, með lítið magn kvikasilfurs í gegnum fall og rusl. Styrkur heildarkvikasilfurs í magnseti á námusvæðinu var sambærilegur og mældist á afskekktum svæðum (Mynd 2C) ).Meðalstyrkur (bil: 1,5–9,1 ng L-1) heildarkvikasilfurs í magnúrkomu á þurru tímabili var lægri en áður hefur verið tilkynnt um í Adirondacks í New York37 og var almennt lægri en á afskekktum Amazonassvæðum38. Þess vegna, magn úrkoma af Hg var lægra (8,6-21,5 µg Hg m-2 ár-1) á aðliggjandi skógareyða svæði samanborið við GEM, gegnumfalls- og ruslþéttnimynstur námusvæðisins og endurspeglar ekki nálægð við námuvinnslu Vegna þess að ASGM krefst eyðingar skóga, hafa 2,3 hreinsuð svæði þar sem námuvinnsla er einbeitt minna kvikasilfursinntak frá útfellingu andrúmsloftsins en nærliggjandi skóglendissvæði, þó bein losun ASGM utan andrúmslofts (s.s.s frumkvikasilfursleki eða afgangur) eru líklega mjög mikil.Hár 22.
Breytingar á kvikasilfursflæði sem sést hafa í Perú Amazon eru knúin áfram af miklum mun innan og á milli staða á þurrkatímabilinu (skógur og skógareyðing) (mynd 2). Aftur á móti sáum við lágmarks mun á staðnum og milli staða sem og lágt Hg flæði á regntímanum (aukamynd 1). Þessi árstíðabundni munur (Mynd 2B) gæti stafað af meiri álagi námuvinnslu og rykframleiðslu á þurru tímabili. Aukin skógareyðing og minni úrkoma á þurru tímabili getur aukið ryk framleiðslu, og eykur þar með magn agna í andrúmsloftinu sem gleypa kvikasilfur. Kvikasilfurs- og rykframleiðsla á þurru tímabili getur stuðlað að kvikasilfursflæðimynstri innan skógareyðingar samanborið við skógræktarsvæði Los Amigos Conservation Concession.
Þar sem kvikasilfursinntak frá ASGM í Perú Amazon er komið fyrir í vistkerfum á jörðu niðri, fyrst og fremst í gegnum víxlverkun við skógartjaldið, prófuðum við hvort hærri þéttleiki trjátjalda (þ.e. blaðaflatarvísitala) myndi leiða til meiri kvikasilfursinntaks. Í ósnortnum skógi Los Amigos Conservation Concession, við söfnuðum fallfalli frá 7 skógarreitum með mismunandi þekjuþéttleika. Við komumst að því að blaðaflatarvísitala var sterkur spádómur um heildarkvikasilfursinntak í gegnum haustið og meðaltal heildarstyrkur kvikasilfurs í gegnum fall jókst með blaðaflatarvísitölu (mynd 3C) Margar aðrar breytur hafa einnig áhrif á inntak kvikasilfurs í gegnum fall, þar á meðal aldur blaða34, hrjúfur blaða, munnþéttleiki, vindhraði39, ókyrrð, hitastig og forþurrkatímabil.
Í samræmi við mesta útfellingarhraða kvikasilfurs var hæsta heildarstyrkur kvikasilfurs í jarðvegi (0-5 cm) í Los Amigos skógarsvæðinu (140 ng g-1 á þurrkatímabilinu 2018; mynd 2E). Ennfremur var styrkur kvikasilfurs auðgað yfir allt mælda lóðrétta jarðvegssniðið (bil 138–155 ng g-1 á 45 cm dýpi; viðbótarmynd 3). Eini staðurinn sem sýndi háan styrk kvikasilfurs í jarðvegi á þurrkatímabilinu 2018 var skógareyðingarstaður nálægt námubæ (Boca Colorado). Á þessum stað gerðum við tilgátu um að mjög hár styrkur gæti stafað af staðbundinni mengun frumkvikasilfurs við samruna, þar sem styrkur hækkaði ekki á dýpi (>5 cm). Hlutfall kvikasilfursútfellingar í andrúmsloftinu tapast við að sleppa úr jarðvegi (þ.e. kvikasilfur sem sleppt er út í andrúmsloftið) vegna þakþekju getur einnig verið mun lægra á skógvöxnum svæðum en á skógareyddum svæðum40, sem bendir til þess að verulegur hluti kvikasilfurs sé settur til verndar.Svæðið er enn í jarðveginum. Heildar kvikasilfurslaugar í grunnskógi Los Amigos verndarverndarsvæðisins voru 9100 μg Hg m-2 á fyrstu 5 cm og yfir 80.000 μg Hg m-2 innan fyrstu 45 cm.
Þar sem lauf gleypa fyrst og fremst kvikasilfur í andrúmsloftinu, frekar en jarðvegskvikasilfur,30,31 og flytja síðan þetta kvikasilfur niður í jarðveg með því að falla, er mögulegt að há útfellingarhraði kvikasilfurs knýr mynstrið sem sést í jarðvegi. Við fundum sterka fylgni milli meðaltals heildar styrkur kvikasilfurs í gróðurjarðvegi og heildarstyrkur kvikasilfurs á öllum skógarsvæðum, en engin tengsl voru á milli kvikasilfurs í gróðurjarðvegi og heildarstyrk kvikasilfurs í mikilli úrkomu á skógareyddum svæðum (mynd 3D). Svipuð mynstur voru einnig áberandi í tengslum milli kvikasilfurslauga í gróðurjarðvegi og heildarflæði kvikasilfurs á skógræktarsvæðum, en ekki á skógareyðingarsvæðum (kvikasilfurslaugar í gróðurjarðvegi og heildarúrkoma heildarflæði kvikasilfurs).
Næstum allar rannsóknir á kvikasilfursmengun á landi sem tengist ASGM hafa takmarkast við mælingar á heildarkvikasilfri, en styrkur metýlkvikasilfurs ákvarðar aðgengi kvikasilfurs og síðari uppsöfnun og útsetningu næringarefna. Í vistkerfum á landi er kvikasilfur metýlerað af örverum við anoxískar aðstæður41,42, svo það er almennt talið að hálendisjarðvegur hafi lægri styrk metýlkvikasilfurs. Hins vegar höfum við í fyrsta skipti skráð mælanlegan styrk MeHg í Amazonian jarðvegi nálægt ASGMs, sem bendir til þess að hækkaður MeHg styrkur nái út fyrir vatnavistkerfi og inn í jarðneskt umhverfi innan þessara ASGM-áhrifa svæða. , þar á meðal þeir sem eru á kafi á regntímanum.Jarðvegur og þeir sem haldast þurrir árið um kring. Hæsti styrkur metýlkvikasilfurs í jarðveginum á þurrkatímabilinu 2018 átti sér stað á tveimur skógvöxnum svæðum námunnar (Boca Colorado og Los Amigos friðlandið; 1,4 ng MeHg g−1, 1,4% Hg sem MeHg og 1,1 ng MeHg g−1, í sömu röð, við 0,79% Hg (sem MeHg).Þar sem þessi hlutfall kvikasilfurs í formi metýlkvikasilfurs er sambærilegt við aðra staði á jörðu niðri um allan heim (aukamynd 4), virðist hár styrkur metýlkvikasilfurs vera vegna mikils heildarkvikasilfursinntaks og mikillar geymslu heildarkvikasilfurs í jarðvegi, frekar en nettóbreytingar á tiltæku ólífrænu kvikasilfri í metýlkvikasilfur (aukamynd 5.) Niðurstöður okkar tákna fyrstu mælingar á metýlkvikasilfri í jarðvegi nálægt ASGM í Perú Amazon. Samkvæmt öðrum rannsóknum hafa greint frá meiri metýlkvikasilfursframleiðslu í flóðum og þurru landslagi43,44 og við búumst við hærri styrk metýlkvikasilfurs í nærliggjandi skógum árstíðabundnu og varanlegu votlendi sem upplifasvipað kvikasilfursálag.Þó metýlkvikasilfur Á eftir að ákvarða hvort það sé eituráhætta fyrir dýralíf á landi nálægt gullnámustarfsemi, en þessir skógar nálægt ASGM starfsemi geta verið heitir reitir fyrir uppsöfnun kvikasilfurs í fæðuvefjum á landi.
Mikilvægasta og nýstárlegasta merkingin af vinnu okkar er að skrásetja flutning á miklu magni af kvikasilfri inn í skóga sem liggja að ASGM. Gögn okkar benda til þess að þetta kvikasilfur sé aðgengilegt í og ​​fari í gegnum jarðneska fæðuvef. Auk þess er umtalsvert magn af kvikasilfri eru geymdar í lífmassa og jarðvegi og munu líklega losna við breytingar á landnýtingu4 og skógareldum45,46. Suðaustur Perú Amazon er eitt líffræðilega fjölbreyttasta vistkerfi hryggdýra og skordýra á jörðinni. Mikið burðarvirki í ósnortnu fornu hitabelti skógar efla líffræðilegan fjölbreytileika fugla48 og útvega veggskot fyrir margs konar skógarvistartegundir49. Þar af leiðandi eru meira en 50% af Madre de Dios svæði tilnefnt sem verndað land eða þjóðfriðland50. Alþjóðlegur þrýstingur til að stjórna ólöglegri starfsemi ASGM á svæðinu. Tambopata þjóðarfriðlandið hefur vaxið umtalsvert undanfarinn áratug, sem hefur leitt til meiriháttar framfylgdaraðgerða (Operación Mercurio) af hálfu perúskra stjórnvalda.árið 2019. Niðurstöður okkar benda hins vegar til þess að margbreytileiki skóganna sem liggja að baki líffræðilegum fjölbreytileika Amazons geri svæðið mjög viðkvæmt fyrir hleðslu og geymslu kvikasilfurs í landslagi með aukinni ASGM-tengdri losun kvikasilfurs, sem leiðir til alþjóðlegs kvikasilfursflæðis í gegnum vatn.Hæsta mæling magnsins sem greint hefur verið frá er byggð á bráðabirgðaáætlunum okkar um aukið flæði kvikasilfurs í ósnortnum skógum nálægt ASGM. Þó að rannsóknir okkar hafi farið fram í friðlýstum skógum, myndi mynstur aukins kvikasilfursinntaks og varðveislu gilda um hvaða gamalgróna frumskóga sem er. nálægt ASGM virkni, þar á meðal varnarsvæðum, þannig að þessar niðurstöður eru í samræmi við verndaða og óverndaða skóga.Friðlýstir skógar eru svipaðir. Þess vegna tengist áhættan af ASGM fyrir landslag kvikasilfurs ekki aðeins beinum innflutningi á kvikasilfri með losun í andrúmslofti, leka og afgangi, heldur einnig getu landslagsins til að fanga, geyma og breyta kvikasilfri í meira lífaðgengilegt. eyðublöð.tengt hugsanlegu.metýlkvikasilfri, sem sýnir mismunandi áhrif á kvikasilfurslaugar á heimsvísu og dýralíf á landi eftir skógarþekju nálægt námuvinnslu.
Með því að binda kvikasilfur í andrúmsloftinu geta ósnortnir skógar nálægt handverks- og gullnámum í litlum mæli dregið úr hættu á kvikasilfursáhættu fyrir nærliggjandi vatnavistkerfi og kvikasilfursgeymir í andrúmsloftinu. vistkerfi í gegnum skógarelda, flótta og/eða afrennsli45, 46, 51, 52, 53. Í Perú Amazon eru árlega notuð um 180 tonn af kvikasilfri í ASGM54, þar af er um fjórðungur losaður út í andrúmsloftið55, miðað við náttúruverndarleyfið. á Los Amigos. Þetta svæði er um það bil 7,5 sinnum heildarflatarmál verndaðs lands og friðlanda á Madre de Dios svæðinu (um 4 milljónir hektara), sem hefur stærsta hlutfall verndaðs lands í nokkru öðru perúska héraði, og þessar stór svæði af ósnortnu skóglendi.Að hluta til utan útfellingarradíus ASGM og kvikasilfurs. Þannig er kvikasilfursbinding í ósnortnum skógum ekki nægjanleg til að koma í veg fyrir að kvikasilfur úr ASGM komist inn í svæðisbundnar og alþjóðlegar kvikasilfurslaugar í andrúmsloftinu, sem bendir til mikilvægis þess að draga úr losun ASGM kvikasilfurs. Örlög mikils magns Kvikasilfur sem geymt er í jarðkerfum er að miklu leyti undir áhrifum af náttúruverndarstefnu. Framtíðarákvarðanir um hvernig eigi að halda utan um ósnortna skóga, sérstaklega á svæðum nálægt ASGM virkni, hafa þannig áhrif á virkni kvikasilfurs og lífaðgengi núna og á næstu áratugum.
Jafnvel þótt skógar gætu bundið allt kvikasilfur sem losað er í hitabeltisskógum, þá væri það ekki lækning fyrir kvikasilfursmengun, þar sem fæðuvefir á landi gætu einnig verið viðkvæmir fyrir kvikasilfri. Við vitum mjög lítið um styrk kvikasilfurs í lífríki í þessum ósnortnu skógum, en þessir fyrstu mælingar á kvikasilfursútfellum á landi og metýlkvikasilfri í jarðvegi benda til þess að mikið magn kvikasilfurs í jarðvegi og mikið metýlkvikasilfur geti aukið váhrif þeirra sem búa í þessum skógum.Áhætta fyrir neytendur með háa næringargráðu.Gögn úr fyrri rannsóknum á uppsöfnun kvikasilfurs á landi í tempruðum skógum hafa leitt í ljós að styrkur kvikasilfurs í blóði í fuglum tengist styrk kvikasilfurs í setlögum og söngfuglar sem borða fæðu sem eru eingöngu fengin frá landi geta sýnt kvikasilfursstyrk Hækkað 56,57. Aukin kvikasilfurstenging í söngfuglum með skertri æxlunargetu og velgengni, skertri lifun afkvæma, skertum þroska, hegðunarbreytingum, lífeðlisfræðilegri streitu og dánartíðni58,59.Ef þetta líkan gildir fyrir Perú Amazon, gæti mikið kvikasilfursflæði sem á sér stað í ósnortnum skógum leitt til mikillar kvikasilfursstyrks í fuglum og öðru lífríki, með hugsanlegum skaðlegum áhrifum. Þetta er sérstaklega áhyggjuefni vegna þess að svæðið er heitur reitur fyrir líffræðilegan fjölbreytileika á heimsvísu. þeim. Formfesta ASGM virknies15,16 getur verið kerfi til að tryggja að friðlýst lönd séu ekki nýtt.
Til að meta hvort kvikasilfur, sem er útsett á þessum skógræktuðu svæðum, fari inn í fæðuvefinn á landi, mældum við halfjaðrir nokkurra staðbundinna söngfugla frá Los Amigos friðlandinu (fyrir áhrifum af námuvinnslu) og Cocha Cashu líffræðistöðinni (gamla fugla sem ekki hafa áhrif).heildarstyrkur kvikasilfurs. vaxtarskógur), 140 km frá mest uppstreymi Bokamanu sýnatökustaðnum okkar. Fyrir allar þrjár tegundirnar þar sem sýni voru tekin af mörgum einstaklingum á hverjum stað var Hg hækkað hjá fuglum Los Amigos samanborið við Cocha Cashu (mynd 4). Mynstrið hélst óháð fæðuvenjum, þar sem sýnishornið okkar innihélt Myrmotherula axillaris, sem neyðist til að éta gegn æti, maurafylgjan Phlegopsis nigromaculata og ávaxtaætan Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] á móti 0,9 μg g− 1 [n = 2], 4,1 [n = 10] á móti 1,4 μg g-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] á móti 0,1 μg g-1 [n = 2]). Af 10 Phlegopsis nigromaculata einstaklingar sem teknir voru sýni í Los Amigos, 3 fóru yfir EC10 (virkur styrkur fyrir 10% minnkun á æxlunarárangri), 3 fóru yfir EC20, 1 fór yfir EC30 (sjá EB viðmið í Evers58), og enginn einstaklingur Cocha. Engin tegund af Cashu fer yfir EC10. niðurstöður, þar sem meðalstyrkur kvikasilfurs er 2-3 sinnum hærri í söngfuglum frá vernduðum skógum sem liggja að ASGM virkni,og styrkur einstakra kvikasilfurs allt að 12 sinnum hærri, vekja áhyggjur af því að kvikasilfursmengun frá ASGM geti borist í fæðuvefi á landi.Þessar niðurstöður undirstrika mikilvægi þess að koma í veg fyrir ASGM-virkni í þjóðgörðum og nærliggjandi varnarsvæðum þeirra.
Gögnum var safnað í Los Amigos Conservation Concessions (n ​​= 10 fyrir Myrmotherula axillaris [understory invertivore] og Phlegopsi nigromaculata [maur-following invertivore], n = 46 fyrir Pipra fasciicauda [frugivore]; rautt þríhyrningstákn) og afskekktum stöðum í Cocha Kashu líffræðistöð (n = 2 á hverja tegund; grænt hringtákn). Sýnt er fram á að áhrifastyrkur (ECs) dregur úr æxlunarárangri um 10%, 20% og 30% (sjá Evers58). Fuglamyndum breytt frá Schulenberg65.
Síðan 2012 hefur umfang ASGM í Perú Amazon aukist um meira en 40% á vernduðum svæðum og 2,25 eða meira á óvernduðum svæðum. Áframhaldandi notkun kvikasilfurs í gullnámum í handverki og í litlum mæli getur haft hrikaleg áhrif á dýralífið. sem búa í þessum skógum. Jafnvel þótt námuverkamenn hætti að nota kvikasilfur strax, geta áhrif þessa mengunarefnis í jarðvegi varað í margar aldir, með möguleika á að auka tjón vegna skógareyðingar og skógarelda61,62. Þannig getur kvikasilfursmengun frá ASGM haft langvarandi áhrif á lífríki ósnortinna skóga sem liggja að ASGM, núverandi áhættu og framtíðaráhættu með losun kvikasilfurs í gamalgrónum skógum með hæsta verndargildi.og endurvirkjun til að hámarka mengunarmöguleika. Niðurstaða okkar um að lífríki á landi gæti verið í töluverðri hættu á kvikasilfursmengun frá ASGM ætti að veita frekari hvatningu fyrir áframhaldandi viðleitni til að draga úr losun kvikasilfurs frá ASGM. Þessar aðgerðir fela í sér margvíslegar aðferðir, allt frá tiltölulega einföldum kvikasilfursfanga eimingarkerfi til krefjandi efnahagslegra og félagslegra fjárfestinga sem mun formfesta starfsemina og draga úr efnahagslegum hvötum fyrir ólöglega ASGM.
Við höfum fimm stöðvar í innan við 200 km fjarlægð frá Madre de Dios ánni. Við völdum sýnatökustaði út frá nálægð þeirra við mikla ASGM virkni, um það bil 50 km á milli hvers sýnatökustaðar, aðgengileg um Madre de Dios ána (mynd 2A). Við höfum völdum tvo staði án námuvinnslu (Boca Manu og Chilive, um það bil 100 og 50 km frá ASGM, í sömu röð), hér eftir nefndir „fjarstaðir“. Við völdum þrjá staði innan námusvæðisins, hér á eftir nefndir „Námusvæði“, tvær námustöðvar í afleiddra skógi nálægt bæjunum Boca Colorado og Laberinto, og einn námustaður í ósnortnum frumskógi. Los Amigos verndarleyfi. Vinsamlega athugið að á Boca Colorado og Laberinto stöðum á þessu námusvæði losnaði kvikasilfursgufa frá brunanum af kvikasilfursgullamalgami er algengt, en nákvæm staðsetning og magn er óþekkt þar sem þessi starfsemi er oft ólögleg og leynileg;við munum sameina námuvinnslu og kvikasilfur Brensla álfelgur er sameiginlega nefnd „ASGM virkni“. Á þurrkatímabilinu 2018 (júlí og ágúst 2018) og 2018 regntímabilinu (desember 2018) í rjóðrum (eyðingarsvæði algjörlega laus við viðarplöntur) og Undir trjátjáningum (skógarsvæðum) voru setsýnistæki sett upp á fimm stöðum og í janúar 2019) til að safna blautu útfellingu (n = 3) og niðurbrotsfalli (n = 4), í sömu röð. Úrkomusýnum var safnað í fjórar vikur í þurrkatíð og tvær til þrjár vikur á rigningartímabilinu. Á öðru ári þurrkatímasýnatöku (júlí og ágúst 2019) settum við upp safnara (n = 4) í sex skógarreitum til viðbótar í Los Amigos í fimm vikur, byggt á hár útfelling mæld á fyrsta ári, Alls eru 7 skógarreitir og 1 skógareyðingarreitur fyrir Los Amigos. Fjarlægðin milli reita var 0,1 til 2,5 km. Við söfnuðum einum GPS leiðarpunkti á hverja lóð með því að nota handfesta Garmin GPS.
Við settum upp óvirka loftsýnataka fyrir kvikasilfur á hverjum af fimm stöðum okkar á þurrkatímabilinu 2018 (júlí-ágúst 2018) og regntímabilinu 2018 (desember 2018-janúar 2019) í tvo mánuði (PAS). Einn PAS sýnatakari var settur á hverja stað. á þurrkatímabilinu og tveir PAS sýnatökutæki voru settir á regntímann.PAS (þróað af McLagan o.fl. 63) safnar loftkenndu frumkvikasilfur (GEM) með óvirkri dreifingu og aðsog á brennisteinsgegndreyptan kolefnissogi (HGR-AC) í gegnum Radiello© dreifingarhindrun. Dreifingarhindrun PAS virkar sem hindrun gegn yfirferð loftkenndra lífrænna kvikasilfurstegunda;því er aðeins GEM aðsogast í kolefni 64. Við notuðum plastkapalbönd til að festa PAS við staf sem er um 1 m yfir jörðu. Öll sýnatökutæki voru innsigluð með parafilmu eða geymd í endurlokanlegum tvöföldum plastpokum fyrir og eftir útsetningu. Við safnað akureyðublaði og ferðaeyðublaði PAS til að meta mengun sem kemur fram við sýnatöku, geymslu á vettvangi, geymslu á rannsóknarstofu og flutningi sýna.
Við uppsetningu allra fimm sýnatökustöðvanna settum við þrjá úrkomusöfnara fyrir kvikasilfursgreiningu og tvo safnara fyrir aðrar efnagreiningar og fjóra gegnumstreymisara fyrir kvikasilfursgreiningu á skógareyðingarstaðnum.safnara, og tveir safnarar fyrir aðrar efnagreiningar. Safnararnir eru með einum metra fjarlægð frá hvor öðrum. Athugaðu að þó við séum með stöðugan fjölda safnara uppsettum á hverjum stað, þá höfum við á sumum söfnunartímabilum smærri sýnishorn vegna flóða á staðnum, manna truflun á safnara og bilanir í tengingum milli slöngu og söfnunarflaska. Á hverjum skógi og skógareyðingarstað innihélt einn safnari fyrir kvikasilfursgreiningu 500 ml flösku, en hinn innihélt 250 ml flösku;allir aðrir safnarar fyrir efnagreiningu innihéldu 250 ml flösku. Þessi sýni voru geymd í kæli þar til þau voru laus við frysti, síðan send til Bandaríkjanna á ís og síðan geymd frosin þar til greiningu. Safnarinn fyrir kvikasilfursgreiningu samanstendur af glertrekt í gegnum nýtt stýren-etýlen-bútadíen-stýren blokk fjölliða (C-Flex) rör með nýrri pólýetýlen tereftalat Ester sampólýester glýkól (PETG) flösku með lykkju sem virkar sem gufulás. Við útsetningu voru allar 250 ml PETG flöskur sýrðar með 1 ml af snefilmálmsgráðu saltsýru (HCl) og allar 500 ml PETG flöskur voru sýrðar með 2 ml snefilmálmsgráðu HCl. Safnarinn fyrir aðrar efnagreiningar samanstendur af plasttrekt sem er tengdur við pólýetýlenflösku með nýjum C-Flex slöngum með lykkja sem virkar sem gufulás. Allar glertrektar, plasttrektar og pólýetýlenflöskur voru sýruþvegnar áður en þær voru settar í notkun. Við söfnuðum sýnum með því að nota hreinar hendur-óhreinar hendur (EPA Method 1669), haldið samplesið eins kalt og hægt er þar til farið er aftur til Bandaríkjanna, og síðan geymt sýni við 4°C fram að greiningu. Fyrri rannsóknir með þessari aðferð hafa sýnt 90-110% endurheimt fyrir eyðublöð á rannsóknarstofu undir greiningarmörkum og staðlaða toppa37.
Á hverjum staðanna fimm söfnuðum við laufum sem laufum, gripum laufsýni, ferskt rusl og magn rusl með því að nota hreinar hendur-óhreinar hendur (EPA aðferð 1669). Öllum sýnum var safnað með söfnunarleyfi frá SERFOR , Perú, og flutt inn til Bandaríkjanna með innflutningsleyfi frá USDA. Við söfnuðum laufum frá tveimur trjátegundum sem finnast á öllum stöðum: trjátegund sem er að koma upp (Ficus insipida) og meðalstóru tré (Inga feuilleei). Við söfnuðum laufum. úr trjátjaldhimnum með Notch Big Shot slingshot á þurrkatímabilinu 2018, regntímabilinu 2018 og 2019 þurrkatímabilinu (n = 3 á hverja tegund). greinar minna en 2 m yfir jörðu á þurrkatímabilinu 2018, regntímabilinu 2018 og þurrkatímabilinu 2019. Árið 2019 söfnuðum við einnig laufgrípasýnum (n = 1) frá 6 skógarreitum til viðbótar í Los Amigos. Við söfnuðum ferskt rusl („bulk rusl“) í netfóðruðum plastkörfum(n = 5) á rigningartímabilinu 2018 á öllum fimm skógarsvæðum og á þurrkatímabilinu 2019 á Los Amigos lóðinni (n = 5). Athugaðu að þó við settum upp stöðugan fjölda körfa á hverjum stað, á sumum söfnunartímabilum , sýnishornið okkar var minna vegna flóða á staðnum og truflunar manna á safnarana. Öllum ruslakörfum er komið fyrir innan eins metra frá vatnssafnaranum. Við söfnuðum lausu rusli sem sýni úr jörðu á þurru tímabilinu 2018, regntímabilinu 2018 og þurrkatímabilið 2019. Á þurrkatímabilinu 2019 söfnuðum við einnig miklu magni af rusli á öllum Los Amigos lóðunum okkar. Við kældum öll blaðsýni þar til hægt var að frysta þau með frysti og sendum síðan til Bandaríkjanna á ís, og síðan geymt frosið fram að vinnslu.
Við söfnuðum jarðvegssýnum í þríriti (n = 3) frá öllum fimm stöðum (opnum og tjaldhimnum) og Los Amigos lóðinni á þurrkatímabilinu 2019 á öllum þremur árstíðabundnum atburðum. Öllum jarðvegssýnum var safnað innan við eins metra frá úrkomusafnaranum. söfnuðum jarðvegssýnum sem gróðurmold undir ruslalagið (0–5 cm) með því að nota jarðvegssýnataka. Auk þess, á þurrkatímabilinu 2018, söfnuðum við allt að 45 cm djúpum jarðvegskjarna og skiptum þeim í fimm dýptarhluta. Hjá Laberinto gátum við Safnaðu aðeins einu jarðvegssniði vegna þess að vatnsborðið er nálægt jarðvegsyfirborðinu. Við söfnuðum öllum sýnum með hreinum hand-óhreinum höndum (EPA Method 1669). Við kældum öll jarðvegssýni þar til hægt var að frysta þau með frysti og sendum síðan á ís til Bandaríkjanna, og síðan geymd frosin fram að vinnslu.
Notaðu þokuhreiður sem eru sett í dögun og kvöld til að veiða fugla á svalasta tímum dagsins. Í Los Amigos friðlandinu settum við fimm þokuhreiður (1,8 × 2,4) á níu stöðum. Við Cocha Cashu Bio Station settum við 8 til 10 þokuhreiður (12 x 3,2 m) á 19 stöðum. Á báðum stöðum söfnuðum við fyrstu miðstrófufjöðri hvers fugls, eða ef ekki, næst elstu fjöðrum. Við geymum fjaðrir í hreinum Ziploc pokum eða Manila umslögum með sílikoni. Við söfnuðum ljósmyndaskrár og formfræðilegar mælingar til að bera kennsl á tegundir samkvæmt Schulenberg65. Báðar rannsóknirnar voru studdar af SERFOR og leyfi frá Animal Research Council (IACUC). Þegar styrkur fuglafjaðra Hg var borinn saman, skoðuðum við þær tegundir sem fjöðrum var safnað á Los Amigos Conservation Concession. og Cocha Cashu líffræðistöðin (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Til að ákvarða Leaf Area Index (LAI) var lidar gögnum safnað með því að nota GatorEye Unmanned Aerial Laboratory, skynjarasamruna ómannað loftkerfi (sjá www.gatoreye.org fyrir nánari upplýsingar, einnig fáanlegt með „2019 Peru Los Friends“ júní“ hlekknum ) 66. Liðarnum var safnað í Los Amigos Conservation Conservation í júní 2019, með 80 m hæð, 12 m/s flughraða og 100 m fjarlægð á milli aðliggjandi leiða, þannig að þekjuhlutfall hliðarfrávika náði 75 %.Þéttleiki punkta sem dreift er yfir lóðrétta skógarsniðið fer yfir 200 punkta á fermetra. Flugsvæðið skarast við öll sýnatökusvæði í Los Amigos á þurrkatímabilinu 2019.
Við töluðum heildar Hg styrk PAS-safnaðra GEMs með varma afsog, samruna og atómgleypni litrófsgreiningu (USEPA Method 7473) með Hydra C tæki (Teledyne, CV-AAS). Við kvörðuðum CV-AAS með National Institute of Standards. og tækni (NIST) staðlað viðmiðunarefni 3133 (Hg staðallausn, 10,004 mg g-1) með greiningarmörk upp á 0,5 ng Hg. Við framkvæmdum stöðuga kvörðunarstaðfestingu (CCV) með því að nota NIST SRM 3133 og gæðaeftirlitsstaðla (QCS) með NIST 1632e (bikkol, 135,1 mg g-1). Við skiptum hverju sýni í annan bát, settum það á milli tveggja þunnra laga af natríumkarbónati (Na2CO3) dufti og huldum það með þunnu lagi af álhýdroxíði (Al(OH) 3) duft67. Við mældum heildar HGR-AC innihald hvers sýnis til að fjarlægja hvers kyns ósamræmi í Hg dreifingu í HGR-AC ísogsefninu. Þess vegna reiknuðum við kvikasilfursstyrkinn fyrir hvert sýni út frá summu heildarkvikasilfurs sem mælt var með hvert skip ogallt HGR-AC ísogsefni í PAS. Í ljósi þess að aðeins einu PAS sýni var safnað frá hverjum stað til styrksmælinga á þurrkatímabilinu 2018, var gæðaeftirlit og trygging aðferðarinnar framkvæmt með því að flokka sýni með vöktunaraðferðaeyðum, innri stöðlum og fylki Á regntímanum 2018 endurtókum við mælingar á PAS sýnunum. Gildi voru talin ásættanleg þegar hlutfallslegur prósentumunur (RPD) CCV og fylkissamsvörunar staðlamælingar voru báðar innan 5% frá viðunandi gildi, og allar aðferðaeyðingar voru undir greiningarmörkum (BDL). Við eyðuleiðréttum heildarkvikasilfur mæld í PAS með því að nota styrk sem ákvarðaður var úr vettvangs- og ferðaeyðumörkum (0,81 ± 0,18 ng g-1, n = 5). Við reiknuðum GEM styrkur með því að nota blankleiðréttan heildarmassa aðsogaðs kvikasilfurs deilt með dreifingartíma og sýnatökuhraða (magn lofts til að fjarlægja loftkennt kvikasilfur á tímaeiningu;0,135 m3 dagur-1)63,68, leiðrétt fyrir hita og vindi frá World Weather Online Meðalhita- og vindmælingar fengnar fyrir Madre de Dios svæðinu68. Staðalvillan sem gefin er upp fyrir mældan GEM styrk byggir á skekkju utanaðkomandi staðals keyra fyrir og eftir sýnið.
Við greindum vatnssýni með tilliti til heildar kvikasilfursinnihalds með oxun með brómklóríði í að minnsta kosti 24 klukkustundir, fylgt eftir með tennóklóríðslækkun og hreinsunar- og gildrugreiningu, köldu gufu atómflúrljómun litrófsgreiningu (CVAFS) og gasskiljun (GC) aðskilnað (EPA aðferð) 1631 af Tekran 2600 Automatic Total Mercury Analyzer, Rev. E). Við gerðum CCV á 2018 þurrkatímabilssýnum með Ultra Scientific vottuðum vatnskenndu kvikasilfursstöðlum (10 μg L-1) og fyrstu kvörðunarsannprófun (ICV) með NIST vottuðu viðmiðunarefni 1641D (kvikasilfur í vatni, 1,557 mg kg-1) ) með greiningarmörk 0,02 ng L-1. Fyrir blauta tímabilið 2018 og 2019 þurrkatímabilið notuðum við Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1,0 ng L−1) ) fyrir kvörðun og CCV og SPEX Centriprep Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) fjölþátta fyrir ICV lausn staðal 2 A með greiningarmörkum 0,5 ng L-1. Allir staðlar endurheimtir innan 15% af viðunandi gildum.d blankur, meltingareyðir og greiningareyðir eru allir BDL.
Við frostþurrkuðum jarðvegs- og laufsýni í fimm daga. Við gerðum sýnin einsleitan og greindum þau með tilliti til heildarkvikasilfurs með varma niðurbroti, hvataskerðingu, samruna, afsogs og atómgleypni litrófsgreiningu (EPA aðferð 7473) á Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA). -80).Fyrir 2018 þurrkatímabilssýnin gerðum við DMA-80 prófanir með því að nota NIST 1633c (fluguösku, 1005 ng g-1) og National Research Council of Canada vottað viðmiðunarefni MESS-3 (sjávarset, 91 ng g) -1).Kvörðun.Við notuðum NIST 1633c fyrir CCV og MS og MESS-3 fyrir QCS með greiningarmörkum upp á 0,2 ng Hg. Fyrir blauta árstíðina 2018 og 2019 þurrkatímabilssýnin, kvörðuðum við DMA-80 með Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1.0) ng L−1). Við notuðum NIST staðlað viðmiðunarefni 2709a (San Joaquin jarðvegur, 1100 ng g-1) fyrir CCV og MS og DORM-4 (fiskprótein, 410 ng g-1) fyrir QCS með greiningarmörk upp á 0,5 ng Hg.Fyrir allar árstíðir greindum við öll sýni í tvíteknum og viðurkenndum gildum þegar RPD á milli sýnanna tveggja var innan 10%.Meðalendurheimtur fyrir alla staðla og fylkisstuðla voru innan við 10% af viðunandi gildum og allar eyðurnar voru innan við 10%. BDL. Allur styrkur sem greint er frá er þurrþyngd.
Við greindum metýlkvikasilfur í vatnssýnum frá öllum þremur árstíðabundnum starfsemi, laufsýni frá þurrkatíð 2018 og jarðvegssýni úr öllum þremur árstíðabundnum starfsemi. % kalíumhýdroxíðs í metanóli í að minnsta kosti 48 klst. við 55°C í a.m.k. 70 klst., og niðurbrotinn jarðvegur með örbylgjuofni með HNO3-snefilefnasýru71,72.Við greindum 2018 þurrkatímabilssýnin með vatnsetýleringu með því að nota natríumtetraetýlborat, hreinsun og gildru og CVAFS á Tekran 2500 litrófsmæli (EPA aðferð 1630). Við notuðum Frontier Geosciences viðurkennda MeHg staðla á rannsóknarstofu og seti QCS með ERM CC5 til kvörðunar og kvörðunar og aðferðargreiningarmörk upp á 0,2 ng L-1. Við greindum 2019 þurrkatímabilssýnin með því að nota natríumtetraetýlborat fyrir vatnsetýleringu, hreinsun og gildru, CVAFS, GC og ICP-MS á Agilent 770 (EPA aðferð 1630)73. Við notuðum Brooks Rand Instruments metýlkvikasilfursstaðlar (1 ng L−1) fyrir kvörðun og CCV með aðferðargreiningarmörk upp á 1 pg. Allir staðlar endurheimtust innan 15% af viðunandi gildum fyrir allar árstíðir og allar eyðurnar voru BDL.
Hjá Biodiversity Institute Toxicology Laboratory (Portland, Maine, Bandaríkjunum) voru greiningarmörk aðferðarinnar 0,001 μg g-1. Við kvörðuðum DMA-80 með DOLT-5 (hundalifur, 0,44 μg g-1), CE-464 (5,24) μg g-1), og NIST 2710a (Montana jarðvegur, 9.888 μg g-1). Við notum DOLT-5 og CE-464 fyrir CCV og QCS. Meðalendurheimtur fyrir alla staðla var innan við 5% af viðunandi gildum og allar eyðurnar voru BDL. Allar endurtekningar voru innan 15% RPD. Allar birtar heildarstyrkur fjaðra kvikasilfurs er ferskþyngd (fw).
Við notum 0,45 μm himnusíur til að sía vatnssýni fyrir frekari efnagreiningu. Við greindum vatnssýni fyrir anjónum (klóríð, nítrat, súlfat) og katjónir (kalsíum, magnesíum, kalíum, natríum) með jónaskiljun (EPA aðferð 4110B) [USEPA, 2017a] með Dionex ICS 2000 jónaskilju. Allir staðlar endurheimtir innan 10% af viðunandi gildum og allar eyðurnar voru BDL. Við notum Thermofisher X-Series II til að greina snefilefni í vatnssýnum með inductive-tengdum plasmamassagreiningu. Kvörðunarstaðlar voru útbúnir með raðþynningu á vottuðum vatnsstaðli NIST 1643f. Allt hvítt bil er BDL.
Öll flæði og laugar sem greint er frá í textanum og myndunum nota meðalstyrksgildi fyrir þurrt og rigningartímabil. Sjá viðbótartöflu 1 fyrir mat á laugum og flæði (meðalstreymi á ári fyrir báðar árstíðir) með því að nota lágmarks- og hámarks mældan styrk á tímabilinu. þurrt og rigningartímabil. Við reiknuðum út kvikasilfursflæði skóga frá Los Amigos Conservation Concession sem samantekið kvikasilfursinntak í gegnum dropa og rusl. Við reiknuðum Hg flæði frá skógareyðingu frá magnúrkomu Hg útfellingu. Með því að nota daglegar úrkomumælingar frá Los Amigos (safnað sem hluti af EBLA og fáanlegt frá ACCA sé þess óskað), reiknuðum við að meðaluppsöfnuð árleg úrkoma síðasta áratug (2009-2018) væri um það bil 2500 mm ár-1. Athugaðu að á almanaksárinu 2018 er árleg úrkoma nálægt þessu meðaltali ( 2468 mm), en blautustu mánuðirnir (janúar, febrúar og desember) eru um helmingur árlegrar úrkomu (1288 mm af 2468 mm).Við notum því meðaltal styrks blauts og þurrs árstíðar í öllum flæðis- og laugarútreikningum. Þetta gerir okkur einnig kleift að taka tillit til mun á úrkomu milli blauts og þurrs árstíðar, heldur einnig muninn á ASGM virkni milli þessara tveggja árstíða. bókmenntagildi tilkynnts árlegs kvikasilfursflæðis frá hitabeltisskógum eru breytileg á milli þess að styrkur kvikasilfurs stækkar frá þurru og regntíma eða aðeins frá þurru árstíðum, þegar reiknað flæði okkar er borið saman við bókmenntagildi, berum við beint saman reiknað kvikasilfursflæði okkar, en önnur rannsókn tók sýni. bæði á þurru og blautu tímabili, og endurmetið flæði okkar með því að nota aðeins styrk kvikasilfurs á þurru tímabili þegar önnur rannsókn tók sýni aðeins á þurru tímabili (td 74).
Til að ákvarða árlegt heildarkvikasilfursinnihald í allri úrkomu, magnúrkomu og rusli í Los Amigos, notuðum við mismuninn á milli þurrkatímabilsins (meðaltal allra Los Amigos staða 2018 og 2019) og regntímabilsins (meðaltal 2018) meðaltals. styrkur kvikasilfurs. Fyrir heildarstyrk kvikasilfurs á öðrum stöðum var notaður meðalstyrkur milli þurrkatímabilsins 2018 og regntímabilsins 2018. Fyrir metýlkvikasilfursálag notuðum við gögn frá þurrkatímanum 2018, eina árið sem metýlkvikasilfur var mælt fyrir. Til að áætla kvikasilfursflæði úr rusli notuðum við mat á rusli og styrk kvikasilfurs sem safnað var úr laufum í sorpkörfum við 417 g m-2 ár-1 í Perú Amazon. Fyrir jarðveginn Hg laug í efri 5 cm jarðvegsins við notuðum mældan heildar jarðveg Hg (2018 og 2019 þurrkatímabil, 2018 regntímabil) og MeHg styrk á þurrkatímabilinu 2018, með áætlaða lausaþyngd upp á 1,25 g cm-3 í brasilíska Amazon75. Við getum aðeins p.gerðu þessa útreikninga á fjárhagsáætluninni á aðalrannsóknarstaðnum okkar, Los Amigos, þar sem gagnasett úrkomu til lengri tíma litið eru tiltæk og þar sem heildaruppbygging skógar gerir kleift að nota áður safnað ruslmat.
Við vinnum lidar fluglínur með GatorEye fjölskala eftirvinnslu verkflæðinu, sem reiknar sjálfkrafa út hrein sameinuð punktský og raster vörur, þar á meðal stafræn hæðarlíkön (DEMs) með 0,5 × 0,5 m upplausn. Við notuðum DEM og hreinsuð lidar punktský (WGS-84, UTM) 19S metrar) sem inntak í GatorEye Leaf Area Density (G-LAD) vinnuflæðið, sem reiknar kvarðað mat á laufflatarmáli fyrir hvern voxel (m3) (m2) yfir jörðu efst á tjaldhimnunni í upplausninni 1 × 1 × 1 m, og afleitt LAI (summa LAD innan hverrar 1 × 1 m lóðréttrar dálks). LAI gildi hvers teiknaðs GPS punkts er síðan dregið út.
Við framkvæmdum allar tölfræðilegar greiningar með því að nota R útgáfu 3.6.1 tölfræðihugbúnað76 og allar sjónmyndir með ggplot2. Við gerðum tölfræðileg próf með alfa upp á 0,05. Samband tveggja megindlegra breyta var metið með venjulegri minnstu ferninga aðhvarf. óparametrískt Kruskal próf og parvist Wilcox próf.
Öll gögn í þessu handriti má finna í viðbótarupplýsingunum og tengdum gagnaskrám. The Conservación Amazónica (ACCA) veitir úrkomugögn sé þess óskað.
Natural Resources Defense Council.Artisanal Gold: Opportunities for Responsible Investment – ​​Summary.Investing in Artisanal Gold Samantekt v8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/investing-artisanal-gold-summary.pdf (2016).
Asner, GP & Tupayachi, R. Hraða tap á vernduðum skógum vegna gullnáms í Perú Amazon.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017).
Espejo, JC o.fl.Skógareyðing og skógarhnignun frá gullnámu í Perú Amazon: 34 ára horfur.Fjarkönnun 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. o.fl. Stækkun gervivatna eykur kvikasilfursmengun frá gullnámu.vísindum.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Hækkuð vatnsborð og árstíðabundin umsnúningur af setlögum í fljótum í suðrænum líffræðilegum fjölbreytileika heitum reitum vegna gullnámu handverks.Process.National Academy of Sciences.science.US 116, 23936–23941 (2019).
Abe, CA o.fl. Líkan á áhrifum landþekjubreytinga á styrk sets í gullnámu Amazon basin.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).