Hvala vam što ste posjetili Nature.com. Verzija preglednika koju koristite ima ograničenu podršku za CSS. Za najbolje iskustvo, preporučujemo da koristite ažurirani preglednik (ili isključite način kompatibilnosti u Internet Exploreru). U međuvremenu, kako biste osigurali kontinuirana podrška, prikazat ćemo stranicu bez stilova i JavaScripta.
Emisije žive iz zanatske i male eksploatacije zlata širom južne hemisfere nadmašuju sagorijevanje uglja kao najvećeg svjetskog izvora žive. Ispitujemo taloženje i skladištenje žive u peruanskom Amazonu, koje je jako pogođeno zanatskim iskopavanjem zlata. Netaknute šume u peruanskoj Amazoniji u blizini rudnici zlata primili su izuzetno visoke unose žive, sa povišenim ukupnim sadržajem i metil-živom u atmosferi, listovima krošnje i tlu. Ovdje po prvi put pokazujemo da netaknute šumske krošnje u blizini zanatskih rudnika zlata presreću velike količine čestice i plinovite žive po stopama proporcionalnim do ukupne površine listova. Dokumentujemo značajnu akumulaciju žive u tlu, biomasi i stalnim pticama pjevicama u nekim od najzaštićenijih regija Amazona i najbogatijih biodiverzitetom, postavljajući važna pitanja o tome kako zagađenje živom ograničava moderne i buduće napore za očuvanje ovih tropskih ekosistema. .
Sve veći izazov za ekosisteme tropskih šuma je zanatsko i malo iskopavanje zlata (ASGM). Ovaj oblik iskopavanja zlata se javlja u više od 70 zemalja, često neformalno ili ilegalno, i čini oko 20% svjetske proizvodnje zlata1. Dok ASGM je važan izvor za život za lokalne zajednice, rezultira široko rasprostranjenom krčenjem šuma2,3, ekstenzivnom pretvaranjem šuma u bare4, visokim sadržajem sedimenta u obližnjim rijekama5,6 i glavni je doprinos globalnoj atmosferi Ispuštanje žive (Hg) emisija i najveća izvori slatkovodne žive 7. Mnoga intenzivirana područja ASGM nalaze se u žarištima globalne biodiverziteta, što rezultira gubitkom raznolikosti8, gubitkom osjetljivih vrsta9 i ljudi10,11,12 i predatora na vrhuncu13,14 visoke izloženosti živi. Procjenjuje se da 675–1000 tona Hg yr-1 se ispari i ispušta u globalnu atmosferu iz ASGM operacija svake godine7. Upotreba velikih količina žive u zanatskom i malom iskopavanju zlata promijenila je glavne izvoreatmosferskih emisija žive od globalnog sjevera do globalnog juga, s implikacijama na sudbinu žive, transport i obrasce izloženosti. Međutim, malo se zna o sudbini ovih emisija žive u atmosferi i obrascima njihovog taloženja i akumulacije u pejzažima pod utjecajem ASGM.
Međunarodna Minamata konvencija o živi stupila je na snagu 2017. godine, a član 7. se posebno bavi emisijama žive iz zanatskih i malih eksploatacija zlata. U ASGM, tečna elementarna živa se dodaje sedimentima ili rudi da bi se izdvojilo zlato. Amalgam se zatim zagrijava, koncentriranje zlata i ispuštanje plinovite elementarne žive (GEM; Hg0) u atmosferu. To je uprkos naporima grupa kao što su Globalno partnerstvo za živu Programa Ujedinjenih nacija za okoliš (UNEP), Organizacija Ujedinjenih naroda za industrijski razvoj (UNIDO) i nevladine organizacije da ohrabre rudari da smanje emisije žive. Od ovog pisanja 2021. godine, 132 zemlje, uključujući Peru, potpisale su Minamata konvenciju i počele su razvijati nacionalne akcione planove kako bi se posebno pozabavili smanjenjem emisija žive u vezi sa ASGM-om. Akademici su pozvali da se ovi nacionalni akcioni planovi biti inkluzivan, održiv i holistički, uzimajući u obzir socioekonomske pokretače i opasnosti po životnu sredinu15,16,17,18.Trenutni planovi za rješavanje posljedica žive u okolišu fokusiraju se na rizike od žive povezane sa zanatskim i malim iskopavanjem zlata u blizini vodenih ekosistema, uključujući rudare i ljude koji žive u blizini spaljivanja amalgama, i zajednice koje konzumiraju velike količine ribe grabežljive. Profesionalna izloženost živi udisanjem živine pare iz sagorijevanja amalgama, izlaganje živim hranom kroz konzumiranje ribe i bioakumulacija žive u vodenim mrežama hrane bili su u fokusu većine naučnih istraživanja vezanih za ASGM, uključujući i Amazoniju.Ranije studije (npr. vidjeti Lodenius i Malm19).
Kopneni ekosistemi su takođe izloženi riziku od izloženosti živi od ASGM. Atmosferska Hg koja se oslobađa iz ASGM-a jer se GEM može vratiti u kopneni pejzaž kroz tri glavna puta20 (Slika 1): GEM se može adsorbovati na čestice u atmosferi, koje zatim presreću površine;GEM se mogu direktno apsorbirati od strane biljaka i ugraditi u njihova tkiva;konačno, GEM se može oksidirati u Hg(II) vrste, koje se mogu suvo odložiti, adsorbirati u atmosferske čestice ili uvući u kišnicu. Ovi putevi dovode živu u tlo kroz padavine (tj. padavine preko krošnje drveća), stelju i padavine. Mokro taloženje se može odrediti tokovima žive u sedimentu sakupljenim na otvorenim prostorima. Suvo taloženje može se odrediti kao zbir toka žive u stelji i toka žive u jesen minus fluks žive u padavinama. Brojne studije su dokumentirali obogaćivanje žive u kopnenim i vodenim ekosistemima u neposrednoj blizini aktivnosti ASGM (vidi, na primjer, sažetu tabelu u Gerson et al. 22), vjerovatno kao rezultat unosa sedimentne žive i direktnog oslobađanja žive. Međutim, dok je pojačano taloženje žive u blizini ASGM-a može biti uzrokovano sagorijevanjem živino-zlatnog amalgama, nejasno je kako se ova Hg prenosi u regionalnom pejzažu i relativna važnost različitih taloženjasvim putevima u blizini ASGM.
Živa koja se emituje kao gasovita elementarna živa (GEM; Hg0) može se deponovati u pejzaž kroz tri atmosferska puta. Prvo, GEM se može oksidirati u ionsku Hg (Hg2+), koja se može uvući u kapljice vode i deponovati na površini listova kao vlažna ili suve naslage. Drugo, GEM mogu adsorbirati atmosferske čestice (Hgp), koje se presreću lišćem i ispiraju u pejzaž kroz vodopade zajedno sa presretnutim jonskim Hg. Treće, GEM se može apsorbirati u tkivo lista, dok se Hg taloži u krajolik kao smeća. Zajedno sa vodom koja pada i smećem smatra se procjenom ukupnog taloženja žive. Iako GEM također može difundirati i adsorbirati se direktno u tlo i smeću77, ovo možda nije primarni put za ulazak žive u kopnene ekosisteme.
Očekujemo da će koncentracije plinovite elementarne žive opadati s rastojanjem od izvora emisije žive. Budući da dva od tri puta taloženja žive u pejzaže (putem pada i smeća) zavise od interakcije žive s površinama biljaka, također možemo predvidjeti brzinu kojom se živa oslobađa deponovano u ekosisteme i koliko je to ozbiljno za životinje Rizik od uticaja je određen strukturom vegetacije, kao što pokazuju zapažanja u borealnim i umerenim šumama na severnim geografskim širinama. i relativna brojnost izložene površine listova uvelike varira. Relativni značaj puteva taloženja žive u ovim ekosistemima nije jasno kvantifikovan, posebno za šume u blizini izvora emisije žive, čiji se intenzitet retko primećuje u borealnim šumama. Stoga, u ovom proučavanju, postavljamo sljedeća pitanja: (1) Kako se mijenjaju koncentracije plinovite elementarne žive iputevi taloženja variraju u zavisnosti od blizine ASGM i indeksa lisne površine regionalne krošnje? (2) Da li je skladištenje žive u tlu povezano sa atmosferskim unosima? (3) Postoje li dokazi o povišenoj bioakumulaciji žive kod ptica pjevica koje žive u šumama u blizini ASGM? Ova studija je prvi koji je ispitao inpute taloženja žive u blizini ASGM aktivnosti i kako pokrivanje krošnje korelira s ovim obrascima, i prvi koji je izmjerio koncentracije metil žive (MeHg) u pejzažu peruanske Amazone. Izmjerili smo GEM u atmosferi, te ukupne padavine, penetraciju, ukupni živa i metil živa u lišću, smeći i tlu u šumama i krčenim staništima duž 200 kilometara rijeke Madre de Dios u jugoistočnom Peruu. Pretpostavili smo da će blizina ASGM i rudarskih gradova koji spaljuju amalgam Hg-zlata biti najvažniji faktori koji utiču na atmosferske koncentracije Hg (GEM) i vlažno taloženje Hg (velike padavine). Budući da je suvo taloženje žive (penetracija + leglo) povezano sa tree struktura krošnje,21,24 također očekujemo da šumska područja imaju veći unos žive od susjednih deforestiranih područja, što, s obzirom na visok indeks površine lišća i potencijal hvatanja žive, jedna točka je posebno zabrinjavajuća. Netaknuta šuma Amazona. Dalje smo pretpostavili da fauna koji žive u šumama u blizini rudarskih gradova imali su više razine žive od faune koja živi daleko od rudarskih područja.
Naša istraživanja su se odvijala u provinciji Madre de Dios u jugoistočnoj peruanskoj Amazoniji, gdje je više od 100.000 hektara šume iskrčeno kako bi se formirao aluvijalni ASGM3 u blizini, a ponekad i unutar, zaštićenih zemljišta i nacionalnih rezervi. Zanatski i sitno zlato rudarenje duž rijeka u ovoj zapadnoj Amazonskoj regiji dramatično se povećalo tokom protekle decenije25 i očekuje se da će se povećati s visokim cijenama zlata i povećanom povezanosti s urbanim centrima preko prekookeanskih autoputeva. Aktivnosti će se nastaviti 3. Odabrali smo dvije lokacije bez ikakvog rudarenja (Boca Manu i Chilive , otprilike 100 i 50 km od ASGM, respektivno) – u daljem tekstu „udaljene lokacije“ – i tri lokacije unutar rudarske oblasti – u daljem tekstu „udaljene lokacije“ rudarske lokacije“ (slika 2A). Dve rudarske lokacije lokacije se nalaze u sekundarnoj šumi u blizini gradova Boca Colorado i La Bellinto, a jedna rudarska lokacija nalazi se u netaknutoj staroj šumi na Los Amigos Conservation Koncesija. Imajte na umu da se u rudnicima rudnika Boca Colorado i Laberinto, živina para koja se oslobađa pri sagorijevanju živino-zlatnog amalgama često pojavljuje, ali tačna lokacija i količina nisu poznati jer su ove aktivnosti često neformalne i tajne;mi ćemo kombinovati rudarstvo i živu Sagorevanje legure se zajednički naziva „aktivnost ASGM“. Na svakoj lokaciji smo instalirali uzorkivače sedimenta iu sušnoj i u kišnoj sezoni na čistinama (područja krčenja šuma potpuno lišena drvenastog bilja) i pod krošnjama drveća (šuma područja) za ukupno tri sezonska događaja (svaki u trajanju od 1-2 mjeseca) ) Mokro taloženje i pad penetracije prikupljani su odvojeno, a pasivni uzorkivači zraka su raspoređeni na otvorenom prostoru za prikupljanje GEM-a. stopama izmjerenim u prvoj godini, postavili smo kolektore na šest dodatnih šumskih parcela u Los Amigosu.
Mape pet tačaka uzorkovanja prikazane su kao žuti krugovi. Dvije lokacije (Boca Manu, Chilive) nalaze se u područjima daleko od zanatskog vađenja zlata, a tri lokacije (Los Amigos, Boca Colorado i Laberinto) se nalaze u područjima pogođenim rudarstvom , s rudarskim gradovima prikazanim kao plavi trouglovi. Ilustracija prikazuje tipično udaljeno šumovito i krčeno područje pogođeno rudarstvom. Na svim slikama, isprekidana linija predstavlja liniju razdvajanja između dvije udaljene lokacije (lijevo) i tri lokacije pogođene rudarstvom ( desno).B Koncentracije plinovite elementarne žive (GEM) na svakoj lokaciji u sušnoj sezoni 2018. (n = 1 nezavisni uzorak po lokaciji; kvadratni simboli) i vlažnoj sezoni (n = 2 nezavisna uzorka; kvadratni simboli) sezonama.C Ukupne koncentracije žive u padavinama prikupljenim u šumama (zeleni okvir) i krčenju šuma (smeđi okvir) tokom sušne sezone 2018. Za sve okvire, linije predstavljaju medijane, kutije pokazuju Q1 i Q3, brkovi predstavljaju 1,5 puta interkvartilni raspon (n =5 nezavisnih uzoraka po šumskom lokalitetu, n = 4 nezavisna uzorka po uzorku deforestacije).D Ukupne koncentracije žive u listovima prikupljenim iz krošnje Ficus insipida i Inga feuillei tokom sušne sezone 2018. (lijeva osa;tamnozeleni simboli kvadrata i svijetlozelenog trokuta, respektivno) i iz rasutog smeća na tlu (desna os; simboli maslinastozeleni krugovi). Vrijednosti su prikazane kao srednja vrijednost i standardna devijacija (n = 3 nezavisna uzorka po mjestu za živo lišće, n = 1 nezavisni uzorak za leglo).E Ukupne koncentracije žive u površinskom sloju tla (vrh 0-5 cm) sakupljene u šumama (zeleno polje) i krčenju šuma (smeđe polje) tokom sušne sezone 2018. (n = 3 nezavisna uzorka po lokaciji ).Podaci za ostala godišnja doba prikazani su na slici 1.S1 i S2.
Atmosferske koncentracije žive (GEM) bile su u skladu s našim predviđanjima, s visokim vrijednostima oko aktivnosti ASGM-a—posebno oko gradova koji spaljuju amalgam Hg-zlata—i niskim vrijednostima u područjima udaljenim od aktivnih rudarskih područja (slika 2B). udaljenim područjima, koncentracije GEM-a su ispod globalne prosječne pozadinske koncentracije na južnoj hemisferi od oko 1 ng m-326. Nasuprot tome, koncentracije GEM-a u sva tri rudnika bile su 2-14 puta veće nego u udaljenim rudnicima, a koncentracije u obližnjim rudnicima ( do 10,9 ng m-3) bili su uporedivi s onima u urbanim i urbanim sredinama, a ponekad i premašili one u SAD-u, industrijskim zonama u Kini i Koreji 27. Ovaj GEM obrazac u Madre de Dios je u skladu sa sagorijevanjem amalgama žive i zlata kao glavni izvor povišene atmosferske žive u ovoj udaljenoj amazonskoj regiji.
Dok su koncentracije GEM-a na čistinama pratile blizinu rudarstva, ukupne koncentracije žive u prodornim vodopadima ovisile su o blizini rudarstva i strukture šumskih krošnji. Ovaj model sugerira da koncentracije GEM-a same po sebi ne predviđaju gdje će se visoka količina žive taložiti u krajoliku. Izmjerili smo najveći koncentracije žive u netaknutim zrelim šumama unutar rudarskog područja (slika 2C). Los Amigos Conservation Conservation je imao najveće prosječne koncentracije ukupne žive u sušnoj sezoni (raspon: 18-61 ng L-1) prijavljenih u literaturi i bio je uporediv do nivoa izmjerenih na lokacijama kontaminiranim iskopavanjem cinobara i industrijskim sagorijevanjem uglja.Razlika, 28 u Guizhouu, Kina. Prema našim saznanjima, ove vrijednosti predstavljaju maksimalni godišnji protok žive izračunate korištenjem koncentracija žive u sušnoj i vlažnoj sezoni i stopa padavina (71 µg m-2 yr-1; Dodatna tabela 1). Druge dvije rudarske lokacije nisu imale povišene nivoe ukupne žive u poređenju sa udaljenim lokacijama (raspon: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 yr-1). Sa izuzetkom Hg, samo aluminijum i mangan je imao povećanu propusnost u rudarskom području, vjerovatno zbog raščišćavanja zemljišta vezanog za rudarstvo;svi ostali izmjereni glavni elementi i elementi u tragovima nisu se razlikovali između rudarskih i udaljenih područja (Dodatna datoteka sa podacima 1), što je u skladu s dinamikom žive u listovima 29 i sagorijevanjem amalgama ASGM, umjesto prašine u zraku, kao glavnog izvora žive u prodornom padu .
Osim što služe kao adsorbenti za čestice i plinovitu živu, listovi biljaka mogu direktno apsorbirati i integrirati GEM u tkiva30,31. Zapravo, na mjestima blizu aktivnosti ASGM, smeće je glavni izvor taloženja žive. Srednje koncentracije Hg (0,080 –0,22 µg g−1) izmjereno u živim listovima krošnje sa sva tri rudarska mjesta premašilo je objavljene vrijednosti za umjerene, borealne i alpske šume u Sjevernoj Americi, Evropi i Aziji, kao i za druge amazonske šume u Južnoj Americi, nalazi se u Južnoj Americi.Udaljena područja i izvori blizu tačaka 32, 33, 34. Koncentracije su uporedive s onima prijavljenim za folijarnu živu u suptropskim mješovitim šumama u Kini i atlantskim šumama u Brazilu (Slika 2D)32,33,34. Prateći GEM model, najveća Ukupne koncentracije žive u rasutom sloju stelje i lišća krošnje izmjerene su u sekundarnim šumama unutar rudarskog područja. Međutim, procijenjeni tokovi žive u otpadu bili su najveći u netaknutoj primarnoj šumi u rudniku Los Amigos, vjerovatno zbog veće mase otpada. Prethodno smo pomnožili. prijavio je peruanski Amazon 35 pomoću Hg izmjerenog u leglu (prosjek između vlažnih i sušnih sezona) (Slika 3A). Ovaj unos sugerira da blizina rudarskih područja i pokrivanje krošnje drveća značajno doprinose opterećenju žive u ASGM u ovoj regiji.
Podaci su prikazani u šumi A i oblasti krčenja šuma B. Krčene oblasti Los Amigosa su čistine poljske stanice koje čine mali dio ukupnog zemljišta. Tokovi su prikazani strelicama i izraženi kao µg m-2 yr-1. Za vrh 0-5 cm tla, bazeni su prikazani u krugovima i izraženi u μg m-2. Postotak predstavlja postotak žive prisutne u bazenu ili fluksa u obliku metil žive. Prosječne koncentracije između sušnih sezona (2018. i 2019.) i kišne sezone (2018.) za ukupnu živu kroz padavine, velike količine padavina i smeće, za procjenu opterećenja živom u većoj mjeri. Podaci o metilživi zasnovani su na sušnoj sezoni 2018., jedinoj godini za koju je mjerena. Vidi “Metode” za informacije o objedinjavanju i proračunima fluksa.C Odnos između ukupne koncentracije žive i indeksa površine listova na osam dijagrama Los Amigos Conservation Conservation, zasnovan na običnoj regresiji najmanjih kvadrata.D Odnos između ukupne koncentracije žive u padavinama i ukupne količinekoncentracija žive na površini tla za svih pet lokacija u šumama (zeleni krugovi) i područjima krčenja šuma (smeđi trouglovi), prema običnoj regresiji najmanjih kvadrata (trake greške pokazuju standardnu devijaciju).
Koristeći dugoročne podatke o padavinama i smeću, uspjeli smo skalirati mjerenja penetracije i sadržaja žive u smeću iz tri kampanje kako bismo pružili procjenu godišnjeg protoka žive u atmosferi za koncesiju za očuvanje Los Amigosa (penetracija + količina legla + padavine) za preliminarnu procjenu. Otkrili smo da su atmosferski tokovi žive u šumskim rezervama u blizini aktivnosti ASGM bili više od 15 puta veći nego u okolnim krčenim područjima (137 naspram 9 µg Hg m-2 yr-1; Slika 3 A, B). Ovaj preliminarni procjena nivoa žive u Los Amigosu premašuje prethodno prijavljene tokove žive u blizini tačkastih izvora žive u šumama u Sjevernoj Americi i Evropi (npr. spaljivanje uglja), i uporediva je s vrijednostima u industrijskoj Kini 21,36 .Sve rečeno, otprilike 94 % ukupnog taloženja žive u zaštićenim šumama Los Amigosa nastaje suvim taloženjem (prodiranje + smeća – živa padavina), doprinos mnogo veći od doprinosa većine drugihOvi rezultati ističu povišene nivoe žive koja ulazi u šume suvim taloženjem iz ASGM-a i važnost krošnje šume u uklanjanju žive izvedene iz ASGM-a iz atmosfere. Predviđamo da će visoko obogaćeni obrazac taloženja Hg uočen u šumskim područjima u blizini ASGM-a. aktivnost nije jedinstvena za Peru.
Nasuprot tome, krčena područja u rudarskim područjima imaju niže nivoe žive, uglavnom zbog obilnih padavina, sa malim unosom žive tokom pada i smeća. Koncentracije ukupne žive u rasutim sedimentima u području rudnika bile su uporedive s onima izmjerenim u udaljenim područjima (Slika 2C ).Srednje koncentracije (raspon: 1,5–9,1 ng L-1) ukupne žive u velikim količinama sušne sezone bile su niže od prethodno prijavljenih vrijednosti u Adirondackima u New Yorku37 i općenito su bile niže od onih u udaljenim regijama Amazonije38. ukupni unos Hg padavina bio je manji (8,6-21,5 µg Hg m-2 yr-1) u susjednom krčenom području u poređenju sa GEM-om, uzorkom padavina i koncentracijom smeća na lokaciji rudarstva, i Ne odražava blizinu rudarstva .Budući da ASGM zahtijeva krčenje šuma,2,3 očišćena područja u kojima su koncentrisane rudarske aktivnosti imaju manje unose žive iz atmosferskog taloženja nego obližnja pošumljena područja, iako ne-atmosferska direktna ispuštanja ASGM-a (kao npr.izlivanja elementarne žive ili jalovine) će vjerovatno biti veoma visoka.Visoka 22.
Promjene u tokovima žive uočene u peruanskom Amazonu potaknute su velikim razlikama unutar i između lokacija tokom sušne sezone (šuma i krčenje šuma) (Slika 2). Nasuprot tome, vidjeli smo minimalne razlike unutar i među lokacijama, kao i nizak protok Hg tokom kišne sezone (dopunska slika 1). Ova sezonska razlika (slika 2B) može biti posljedica većeg intenziteta rudarenja i proizvodnje prašine u sušnoj sezoni. Povećano krčenje šuma i smanjene padavine tokom sušnih sezona mogu povećati prašinu proizvodnja, čime se povećava količina atmosferskih čestica koje apsorbuju živu. Proizvodnja žive i prašine tokom sušne sezone može doprinijeti obrascima protoka žive unutar krčenja šuma u poređenju sa šumskim područjima koncesije za očuvanje Los Amigos.
Kako se inputi žive iz ASGM-a u peruanskom Amazonu talože u kopnene ekosisteme prvenstveno kroz interakcije sa šumskim krošnjama, testirali smo da li bi veća gustina krošnje drveća (tj. indeks površine lišća) dovela do većeg unosa žive. U netaknutoj šumi Los Amigos U koncesiji za očuvanje, prikupili smo pad pada sa 7 šumskih parcela sa različitim gustinama krošnje. Otkrili smo da je indeks površine lista snažan prediktor ukupnog unosa žive tokom pada, a srednja ukupna koncentracija žive tokom pada porasla je sa indeksom površine lista (slika 3C ).Mnoge druge varijable također utiču na unos žive kroz pad, uključujući starost lista34, hrapavost lista, gustoću stoma, brzinu vjetra39, turbulenciju, temperaturu i periode prije sušenja.
U skladu s najvišim stopama taloženja žive, gornji sloj zemlje (0-5 cm) šumskog područja Los Amigos imao je najveću ukupnu koncentraciju žive (140 ng g-1 u sušnoj sezoni 2018.; slika 2E). Nadalje, koncentracije žive su bile obogaćen po cijelom izmjerenom vertikalnom profilu tla (raspon 138–155 ng g-1 na dubini od 45 cm; Dodatna slika 3). Jedino mjesto koje je pokazalo visoku površinsku koncentraciju žive u tlu tokom sušne sezone 2018. bilo je mjesto krčenja šuma u blizini rudarski grad (Boca Colorado). Na ovoj lokaciji pretpostavili smo da bi ekstremno visoke koncentracije mogle biti posljedica lokalizirane kontaminacije elementarne žive tokom fuzije, jer koncentracije nisu porasle na dubini (>5 cm). Udio atmosferskog taloženja žive izgubljeno zbog bijega iz tla (tj. živa koja se oslobađa u atmosferu) zbog pokrivanja krošnjama također može biti mnogo manja u šumskim područjima nego u područjima s krčenjem šuma40, što sugerira da se značajan dio žive deponuje na konzervaciju.Područje ostaje u tlu. Ukupne količine žive u tlu u primarnoj šumi Los Amigos Conservation Conservation bile su 9100 μg Hg m-2 unutar prvih 5 cm i preko 80 000 μg Hg m-2 unutar prvih 45 cm.
Budući da lišće prvenstveno apsorbira živu iz atmosfere, a ne živu u tlu,30,31 i zatim transportuje ovu živu u tlo opadanjem, moguće je da visoka stopa taloženja žive pokreće obrasce uočene u tlu. Pronašli smo snažnu korelaciju između srednjih ukupnih koncentracije žive u gornjem sloju tla i ukupne koncentracije žive u svim šumskim područjima, dok nije bilo veze između žive gornjeg sloja tla i ukupne koncentracije žive u obilnim padavinama u krčenim područjima (slika 3D). Slični obrasci su također bili evidentni u odnosu između bazena žive u gornjem dijelu tla i ukupni tokovi žive u šumskim područjima, ali ne i u područjima krčenja šuma (akumulacije žive u gornjem dijelu tla i ukupni ukupni tokovi žive u padavinama).
Gotovo sve studije kopnenog zagađenja živom povezanog sa ASGM bile su ograničene na mjerenja ukupne žive, ali koncentracije metil žive određuju bioraspoloživost žive i naknadnu akumulaciju i izloženost nutrijentima. U kopnenim ekosistemima, živa je metilirana od strane mikroorganizama u anoksičnim uvjetima41, tako da je41 općenito se vjeruje da planinska tla imaju niže koncentracije metil žive. Međutim, po prvi put smo zabilježili mjerljive koncentracije MeHg u tlima Amazonije u blizini ASGM-a, što sugerira da se povišene koncentracije MeHg šire izvan vodenih ekosistema iu kopneno okruženje unutar ovih područja pogođenih ASGM-om , uključujući i one koje su potopljene tokom kišne sezone.Zemljište i oni koji ostaju suvi tokom cijele godine. Najveće koncentracije metil žive u gornjem sloju tla tokom sušne sezone 2018. bile su u dvije šumske oblasti rudnika (Boca Colorado i Los Amigos Reserve; 1,4 ng MeHg g−1, 1,4% Hg kao MeHg i 1,1 ng MeHg g-1, respektivno, pri 0,79% Hg (kao MeHg) Pošto su ovi procenti žive u obliku metil žive uporedivi sa drugim zemaljskim lokacijama širom sveta (dodatna slika 4), čini se da su visoke koncentracije metil žive u biti zbog velikog ukupnog unosa žive i velikog skladištenja ukupne žive u tlu, a ne neto konverzije raspoložive neorganske žive u metil živu (dopunska slika 5). Naši rezultati predstavljaju prva mjerenja metil žive u tlima u blizini ASGM u peruanskoj Amazoni. Prema drugim studijama, zabilježena je veća proizvodnja metil žive u poplavljenim i sušnim krajolicima43,44 i očekujemo veće koncentracije metil žive u obližnjim šumama, sezonskim i stalnim močvarama koje doživljavajuslična opterećenja žive.Iako metil živa Ostaje da se utvrdi da li postoji rizik od toksičnosti za kopnene divlje životinje u blizini rudarskih aktivnosti, ali ove šume u blizini aktivnosti ASGM mogu biti žarišta za bioakumulaciju žive u kopnenim mrežama hrane.
Najvažnija i najnovija implikacija našeg rada je dokumentiranje transporta velikih količina žive u šume u blizini ASGM-a. Naši podaci sugeriraju da je ova živa dostupna u zemaljskim mrežama hrane i da se kreće kroz njih. Osim toga, značajne količine žive pohranjeni su u biomasi i tlu i vjerovatno će biti pušteni s promjenom korištenja zemljišta4 i šumskim požarima45,46. Jugoistočna peruanska Amazonija jedan je od biološki najraznovrsnijih ekosistema taksona kičmenjaka i insekata na Zemlji. Visoka strukturna složenost unutar netaknutih drevnih tropskih područja šume promoviraju biodiverzitet ptica48 i obezbjeđuju niše za širok spektar vrsta koje žive u šumama49. Kao rezultat toga, više od 50% područja Madre de Dios je označeno kao zaštićeno zemljište ili nacionalni rezervat50.Međunarodni pritisak da se kontroliše ilegalna aktivnost ASGM-a u Nacionalni rezervat Tambopata značajno je porastao u protekloj deceniji, što je dovelo do velike mjere provedbe (Operación Mercurio) od strane peruanske vlade2019. Međutim, naši nalazi sugeriraju da složenost šuma koje su u osnovi amazonske bioraznolikosti čini regiju vrlo ranjivom na punjenje i skladištenje žive u krajolicima s povećanim emisijama žive povezane s ASGM, što dovodi do globalnih tokova žive kroz vodu.Najveće prijavljeno mjerenje količine zasnovano je na našim preliminarnim procjenama povišenih tokova žive stelje u netaknutim šumama u blizini ASGM-a. Dok su se naša istraživanja odvijala u zaštićenim šumama, obrazac povišenog unosa i zadržavanja žive primjenjivao bi se na sve stare primarne šume u blizini aktivnosti ASGM, uključujući tampon zone, tako da su ovi rezultati u skladu sa zaštićenim i nezaštićenim šumama.Zaštićene šume su slične. Prema tome, rizici ASGM-a za žive pejzaže nisu povezani samo sa direktnim uvozom žive kroz atmosferske emisije, izlivanje i jalovinu, već i sa sposobnošću krajolika da uhvati, skladišti i pretvori živu u biodostupniju forme.vezano za potencijal.metil živa, pokazujući različite efekte na globalne bazene žive i kopnene divlje životinje u zavisnosti od šumskog pokrivača u blizini rudarstva.
Sekvestriranjem atmosferske žive, netaknute šume u blizini zanatskih i malih eksploatacija zlata mogu smanjiti rizik od žive za obližnje vodene ekosisteme i globalne atmosferske rezervoare žive. Ako se ove šume iskrče za proširene rudarske ili poljoprivredne aktivnosti, zaostala živa se može prenijeti sa zemlje na kvatik ekosisteme kroz šumske požare, bijeg i/ili otjecanje45, 46, 51, 52, 53. U peruanskom Amazonu, godišnje se u ASGM54 koristi oko 180 tona žive, od čega se oko četvrtina emituje u atmosferu55, s obzirom na Konzervacijsku koncesiju u Los Amigosu. Ova oblast je otprilike 7,5 puta veća od ukupne površine zaštićenog zemljišta i rezervata prirode u regiji Madre de Dios (oko 4 miliona hektara), koja ima najveći udio zaštićenog zemljišta u bilo kojoj drugoj peruanskoj provinciji, a ove velike površine netaknutog šumskog zemljišta.Djelomično izvan radijusa taloženja ASGM i žive. Dakle, sekvestracija žive u netaknutim šumama nije dovoljna da spriječi da živa dobijena od ASGM uđe u regionalne i globalne atmosferske bazene žive, što ukazuje na važnost smanjenja emisija ASGM žive. Sudbina velikih količina na živu pohranjenu u kopnenim sistemima u velikoj mjeri utiču politike očuvanja. Buduće odluke o tome kako upravljati netaknutim šumama, posebno u područjima u blizini aktivnosti ASGM, stoga imaju implikacije na mobilizaciju i biodostupnost žive sada i u narednim decenijama.
Čak i kada bi šume mogle da sekvestriraju svu živu oslobođenu u tropskim šumama, to ne bi bila lijek za zagađenje živom, jer zemaljske mreže hrane također mogu biti osjetljive na živu. Znamo vrlo malo o koncentracijama žive u bioti unutar ovih netaknutih šuma, ali ove prve mjerenja kopnenih naslaga žive i metil žive u tlu sugeriraju da visoki nivoi žive u tlu i visoki nivoi metil žive mogu povećati izloženost onih koji žive u ovim šumama.Rizici za potrošače visokog nutritivnog kvaliteta.Podaci iz prethodnih studija o bioakumulaciji žive na kopnu u umjerenim šumama otkrili su da je koncentracija žive u krvi kod ptica u korelaciji s koncentracijom žive u sedimentima, a ptice pjevice koje jedu hranu koja je u potpunosti izvedena iz zemlje mogu pokazivati koncentraciju žive Povišena 56,57. Povišena izloženost živi u pticama pjevicama je povezana sa smanjenim reproduktivnim performansama i uspjehom, smanjenim preživljavanjem potomaka, poremećenim razvojem, promjenama u ponašanju, fiziološkim stresom i smrtnošću58,59. Ako ovaj model vrijedi za peruansku Amazoniju, visoki tokovi žive koji se javljaju u netaknutim šumama mogu dovesti do visokih koncentracija žive kod ptica i drugih biota, sa mogućim štetnim efektima. Ovo je posebno zabrinjavajuće jer je region globalno žarište biodiverziteta60. Ovi rezultati naglašavaju važnost sprečavanja zanatskog i malog vađenja zlata da se odvija unutar nacionalnih zaštićenih područja i tampon zona koje okružuju Formaliziranje ASGM aktivnosties15,16 može biti mehanizam koji osigurava da se zaštićena zemljišta ne eksploatišu.
Da bismo procijenili da li živa taložena u ovim šumskim područjima ulazi u kopnenu mrežu ishrane, izmjerili smo repno perje nekoliko stalnih ptica pjevica iz rezervata Los Amigos (pogođeno rudarenjem) i biološke stanice Cocha Cashu (nepogođene stare ptice).ukupna koncentracija žive.šuma rasta), 140 km od našeg najuzvodnijeg mjesta uzorkovanja Bokamanu. Za sve tri vrste gdje je uzorkovano više jedinki na svakoj lokaciji, Hg je bio povišen kod ptica Los Amigosa u poređenju sa Cocha Cashu (Slika 4). obrazac se zadržao bez obzira na navike hranjenja, budući da je naš uzorak uključivao podlogu protiv jedača Myrmotherula axillaris, mravljeg anti-jedača Phlegopsis nigromaculata i voćojeda Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] vs. 0,9 μg g− ). [n = 2], 4,1 [n = 10] naspram 1,4 μg g-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] naspram 0,1 μg g-1 [n = 2]). Od 10 Phlegopsis nigromaculata jedinke uzorkovane u Los Amigosu, 3 su premašile EC10 (efikasna koncentracija za 10% smanjenje reproduktivnog uspjeha), 3 su premašile EC20, 1 je premašila EC30 (vidi EC kriterije u Evers58), a nijedna pojedinačna Cocha. Bilo koja vrsta Cashua ne prelazi EC10. Ove preliminarne nalazi, sa prosječnom koncentracijom žive 2-3 puta većom u pticama pjevicama iz zaštićenih šuma u blizini aktivnosti ASGM,i pojedinačne koncentracije žive do 12 puta veće, izazivaju zabrinutost da bi kontaminacija živom iz ASGM mogla ući u zemaljske mreže hrane.stepen značajne zabrinutosti. Ovi rezultati naglašavaju važnost sprečavanja aktivnosti ASGM u nacionalnim parkovima i njihovim okolnim tampon zonama.
Podaci su prikupljeni u Los Amigos Conservation Concessions (n = 10 za Myrmotherula axillaris [podslojni invertivore] i Phlegopsi nigromaculata [mrav koji slijedi invertivore], n = 46 za Pipra fasciicauda [frugivore]; simbol crvenog trokuta Cocha) i udaljenim lokacijama u Biološka stanica Kashu (n = 2 po vrsti; simboli zelenog kruga). Pokazalo se da efikasne koncentracije (EC) smanjuju reproduktivni uspjeh za 10%, 20% i 30% (vidi Evers58). Fotografije ptica modificirane iz Schulenberg65.
Od 2012. godine, opseg ASGM-a u peruanskoj Amazoniji povećao se za više od 40% u zaštićenim područjima i 2,25 ili više u nezaštićenim područjima. Nastavak upotrebe žive u zanatskom i malom iskopavanju zlata može imati razorne efekte na divlje životinje koji naseljavaju ove šume. Čak i ako rudari odmah prestanu da koriste živu, efekti ovog zagađivača u zemljištu mogu trajati vekovima, sa potencijalom da povećaju gubitke od krčenja šuma i šumskih požara61,62. efekti na biotu netaknutih šuma u blizini ASGM, trenutni rizici i budući rizici kroz ispuštanje žive u starim šumama sa najvećom vrijednošću očuvanja.i reaktivacija kako bi se maksimizirao potencijal kontaminacije. Naš nalaz da kopnena biota može biti izložena značajnom riziku od kontaminacije živom iz ASGM-a trebao bi pružiti daljnji poticaj za kontinuirane napore za smanjenje ispuštanja žive iz ASGM-a. Ovi napori uključuju različite pristupe, od relativno jednostavnog hvatanja žive destilacionim sistemima do izazovnijih ekonomskih i društvenih investicija koje će formalizovati aktivnost i smanjiti ekonomske podsticaje za ilegalni ASGM.
Imamo pet stanica u krugu od 200 km od rijeke Madre de Dios. Odabrali smo mjesta za uzorkovanje na osnovu njihove blizine intenzivne aktivnosti ASGM, otprilike 50 km između svakog mjesta uzorkovanja, do kojih se može doći preko rijeke Madre de Dios (slika 2A). odabrali smo dvije lokacije bez ikakvog rudarenja (Boca Manu i Chilive, otprilike 100, odnosno 50 km od ASGM-a), u daljem tekstu "udaljene lokacije". Izabrali smo tri lokacije unutar rudarskog područja, u daljem tekstu "Rudarske lokacije", dva rudarska nalazišta u sekundarnoj šumi u blizini gradova Boca Colorado i Laberinto, i jedno rudarsko mjesto u netaknutoj primarnoj šumi. Koncesije za zaštitu Los Amigosa. Imajte na umu da se na lokacijama Boca Colorado i Laberinto u ovom rudarskom području, živina para oslobađa iz sagorijevanja amalgama žive i zlata je česta pojava, ali tačna lokacija i količina su nepoznati jer su ove aktivnosti često ilegalne i tajne;mi ćemo kombinovati rudarstvo i živu. Sagorevanje legure se zajednički naziva „aktivnost ASGM“. Tokom sušne sezone 2018. (juli i avgust 2018.) i kišne sezone 2018. (decembar 2018.) na krčevinama (područja krčenja šuma potpuno bez drvenastih biljaka) i pod krošnjama drveća (šumske površine) instalirani smo uzorkivači nanosa na pet lokacija iu januaru 2019. godine za prikupljanje vlažnog taloga (n = 3) i pada penetracije (n = 4), respektivno. sušnu sezonu i dvije do tri sedmice u kišnoj sezoni. Tokom druge godine uzorkovanja sušne sezone (jul i avgust 2019.), postavili smo kolektore (n = 4) na šest dodatnih šumskih parcela u Los Amigosu na pet sedmica, na osnovu visoke stope taloženja mjerene u prvoj godini. Postoji ukupno 7 šumskih parcela i 1 parcela za krčenje šuma za Los Amigos. Udaljenost između parcela je bila 0,1 do 2,5 km. Prikupili smo jednu GPS međutočku po parceli koristeći ručni Garmin GPS.
Postavili smo pasivne uzorkivače zraka za živu na svakoj od naših pet lokacija tokom sušne sezone 2018. (jul-avgust 2018.) i kišne sezone 2018. (decembar 2018.-januar 2019.) na dva mjeseca (PAS). Jedan PAS uzorkivač je raspoređen po lokaciji. tokom sušne sezone i dva PAS uzorkivača su raspoređena tokom kišne sezone. PAS (razvijen od strane McLagan et al. 63) prikuplja plinovitu elementarnu živu (GEM) pasivnom difuzijom i adsorpcijom na ugljični sorbent impregniran sumporom (HGR-AC) putem Radiello© difuzijska barijera. Difuzijska barijera PAS-a djeluje kao barijera protiv prolaska plinovitih organskih vrsta žive;stoga je samo GEM adsorbiran na ugljik 64. Koristili smo plastične vezice za kablove za pričvršćivanje PAS-a na stub oko 1 m iznad zemlje. Svi uzorkivači su zapečaćeni parafilmom ili pohranjeni u dvoslojnim plastičnim vrećicama koje se mogu ponovo zatvoriti prije i nakon postavljanja. sakupljeni slepi i putni prazni PAS za procenu kontaminacije unesene tokom uzorkovanja, skladištenja na terenu, skladištenja u laboratoriji i transporta uzoraka.
Prilikom postavljanja svih pet lokacija za uzorkovanje, postavili smo tri oborinska kolektora za analizu žive i dva kolektora za ostale hemijske analize, te četiri prolazna kolektora za analizu žive na mjestu krčenja šuma.kolektor i dva kolektora za druge hemijske analize. Kolektori su jedan metar udaljeni jedan od drugog. Imajte na umu da iako imamo dosljedan broj kolektora instaliranih na svakoj lokaciji, tokom nekih perioda sakupljanja imamo manje veličine uzoraka zbog poplava lokacije, ljudske smetnje u kolektorima i kvarovi u vezi između cijevi i sabirnih boca. Na svakoj šumi i mjestu krčenja šuma, jedan kolektor za analizu žive sadržavao je bocu od 500 mL, dok je drugi sadržavao bocu od 250 mL;svi ostali sakupljači za hemijsku analizu sadržavali su bocu od 250 ml. Ovi uzorci su držani u frižideru do zamrzavanja, a zatim otpremljeni u Sjedinjene Države na ledu, a zatim držani zamrznuti do analize. Kolektor za analizu žive sastoji se od staklenog levka koji je prošao kroz novu cijev blok polimera stiren-etilen-butadien-stiren (C-Flex) s novom bocom polietilen tereftalata ester kopoliester glikola (PETG) s petljom koja djeluje kao parna brava. Prilikom postavljanja, sve boce od 250 mL bile su PETG boce sa kiselinom sa 1 mL hlorovodonične kiseline (HCl) u tragovima metala i sve boce od 500 mL PETG su zakiseljene sa 2 mL HCl u tragovima metala. Kolektor za ostale hemijske analize sastoji se od plastičnog levka povezanog sa polietilenskom bocom preko nove C-Flex cevi sa petlja koja djeluje kao parna brava. Svi stakleni lijevci, plastični lijevci i polietilenske boce su isprani kiselinom prije postavljanja. Prikupili smo uzorke koristeći protokol čiste ruke-prljave ruke (EPA metoda 1669), čuvali smoUzorci su bili što hladniji do povratka u Sjedinjene Države, a zatim pohranjeni uzorci na 4°C do analize. Prethodne studije koje su koristile ovu metodu su pokazale 90-110% oporavka za laboratorijske slijepe uzorke ispod granice detekcije i standardnih šiljaka37.
Na svakoj od pet lokacija sakupljali smo lišće kao lišće krošnje, uzimali uzorke listova, svježu stelju i masu stelju koristeći protokol čiste ruke-prljave-ruke (EPA metoda 1669). Svi uzorci su prikupljeni prema licenci za sakupljanje od SERFOR-a , Peru, i uvezen u Sjedinjene Države pod uvoznom licencom USDA. Sakupili smo listove krošnje sa dvije vrste drveća koje se nalaze na svim lokacijama: vrste drveća u nastajanju (Ficus insipida) i drveta srednje veličine (Inga feuilleei). Sakupili smo lišće iz krošnji drveća koristeći praćku Notch Big Shot tokom sušne sezone 2018., kišne sezone 2018. i sušne sezone 2019. (n = 3 po vrsti). Sakupili smo uzorke grabljivanja lišća (n = 1) prikupljanjem lišća sa svake parcele sa grane manje od 2 m iznad zemlje tokom sušne sezone 2018., kišne sezone 2018. i sušne sezone 2019. godine. U 2019. smo takođe prikupili uzorke grabljivanja lišća (n = 1) sa 6 dodatnih šumskih parcela u Los Amigosu. svježa stelja („bulk legle”) u plastičnim mrežastim korpama(n = 5) tokom kišne sezone 2018. na svih pet šumskih lokaliteta i tokom sušne sezone 2019. na parceli Los Amigos (n = 5). Imajte na umu da iako smo postavili konzistentan broj korpi na svakoj lokaciji, tokom nekih perioda sakupljanja , veličina našeg uzorka je bila manja zbog poplave lokacije i ljudskog uplitanja u sakupljače. Sve korpe za smeće su postavljene u krugu od jednog metra od sakupljača vode. Sakupili smo rasuti otpad kao uzorke tla tokom sušne sezone 2018., kišne sezone 2018. i sušnu sezonu 2019. Tokom sušne sezone 2019. godine, prikupili smo i veliku količinu smeća na svim našim parcelama Los Amigosa. Sve uzorke lišća smo držali u frižideru dok se ne mogu zamrznuti u zamrzivaču, a zatim otpremili u SAD na ledu, a zatim se čuva zamrznuta do prerade.
Prikupili smo uzorke tla u tri primjerka (n = 3) sa svih pet lokacija (otvorene i nadstrešnice) i parcele Los Amigos tokom sušne sezone 2019. tokom sva tri sezonska događaja. Svi uzorci tla su prikupljeni unutar jednog metra od kolektora za padavine. prikupljali smo uzorke tla kao gornjeg sloja tla ispod sloja stelje (0–5 cm) pomoću uređaja za uzorkovanje. Dodatno, tokom sušne sezone 2018. prikupili smo jezgre tla do 45 cm dubine i podijelili ih na pet dubinskih segmenata. U Laberintu smo mogli prikupiti samo jedan profil tla jer je nivo vode blizu površine tla. Sakupili smo sve uzorke koristeći protokol čiste ruke-prljave ruke (EPA metoda 1669). Sve uzorke tla smo hladili dok se ne mogu zamrznuti pomoću zamrzivača, a zatim otpremili na ledu u Sjedinjene Američke Države, a zatim pohranjene zamrznute do obrade.
Koristite gnijezda za maglu postavljena u zoru i sumrak da uhvatite ptice u najhladnije doba dana. U rezervatu Los Amigos postavili smo pet gnijezda za maglu (1,8 × 2,4) na devet lokacija. Na Bio stanici Cocha Cashu postavili smo 8 do 10 gnijezda za maglu (12 x 3,2 m) na 19 lokacija. Na obje lokacije smo sakupili prvo centralno repno pero svake ptice, ili ako ne, sljedeće najstarije pero. Perje čuvamo u čistim Ziploc vrećicama ili manila kovertama sa silikonom. fotografski zapisi i morfometrijska mjerenja za identifikaciju vrsta prema Schulenbergu65. Obje studije su podržane od strane SERFOR-a i dozvole Vijeća za istraživanje životinja (IACUC). Kada smo upoređivali koncentracije Hg perja ptica, ispitali smo one vrste čije je perje sakupljeno na koncesiji za očuvanje Los Amigos i Biološka stanica Cocha Cashu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Da bi se odredio Indeks površine lista (LAI), lidarski podaci prikupljeni su pomoću GatorEye Unmanned Aerial Laboratory, senzorskog fuzionog bespilotnog vazdušnog sistema (pogledajte www.gatoreye.org za detalje, takođe dostupnog pomoću linka „2019 Peru Los Friends” June” ) 66. Lidar je sakupljen u Los Amigos Conservation Conservation u junu 2019. godine, sa visinom od 80 m, brzinom leta 12 m/s i udaljenosti od 100 m između susjednih ruta, tako da je stopa pokrivenosti bočnih devijacija dostigla 75 %.Gustoća tačaka raspoređenih po vertikalnom šumskom profilu prelazi 200 tačaka po kvadratnom metru. Područje leta se preklapa sa svim područjima uzorkovanja u Los Amigosu tokom sušne sezone 2019. godine.
Kvantifikovali smo ukupnu koncentraciju Hg GEM-a sakupljenih PAS-om termičkom desorpcijom, fuzijom i atomsko apsorpcionom spektroskopijom (USEPA metoda 7473) koristeći Hydra C instrument (Teledyne, CV-AAS). Kalibrirali smo CV-AAS koristeći Nacionalni institut za standarde i tehnologije (NIST) Standardni referentni materijal 3133 (Hg standardni rastvor, 10,004 mg g-1) sa granicom detekcije od 0,5 ng Hg. Izvršili smo kontinuiranu verifikaciju kalibracije (CCV) koristeći NIST SRM 3133 i standarde kontrole kvaliteta (QCS) koristeći NIST 1632e (bitumenski ugalj, 135,1 mg g-1). Svaki uzorak smo podijelili u drugi čamac, stavili ga između dva tanka sloja praha natrijevog karbonata (Na2CO3) i prekrili tankim slojem aluminijum hidroksida (Al(OH) 3) prah67. Izmjerili smo ukupan sadržaj HGR-AC u svakom uzorku kako bismo uklonili bilo kakvu nehomogenost u raspodjeli Hg u HGR-AC sorbentu. Stoga smo izračunali koncentraciju žive za svaki uzorak na osnovu zbira ukupne žive mjerene pomoću svaki brod icjelokupan sadržaj HGR-AC sorbenta u PAS-u. S obzirom da je sa svake lokacije za mjerenja koncentracije tokom sušne sezone 2018. sakupljen samo jedan uzorak PAS-a, kontrola i osiguranje kvaliteta metode izvršeno je grupisanjem uzoraka sa praznim mjestima za praćenje, internim standardima i matricom -usklađeni kriterijumi.Tokom kišne sezone 2018. ponovili smo mjerenja uzoraka PAS. Vrijednosti su se smatrale prihvatljivim kada su relativna postotna razlika (RPD) mjerenja CCV-a i standarda usklađenih s matricom bila unutar 5% prihvatljivih vrijednost, a sve proceduralne slijepe probe bile su ispod granice detekcije (BDL). Korigirali smo ukupnu živu izmjerenu u PAS-u koristeći koncentracije određene iz terenskih i slepih uzoraka (0,81 ± 0,18 ng g-1, n = 5). Izračunali smo GEM koncentracije koje koriste ispravljenu ukupnu masu adsorbirane žive podijeljenu s vremenom primjene i brzinom uzorkovanja (količina zraka za uklanjanje plinovite žive po jedinici vremena);0,135 m3 dan-1)63,68, prilagođeno za temperaturu i vjetar iz World Weather Online Prosječna temperatura i mjerenja vjetra dobijena za regiju Madre de Dios68. Standardna greška prijavljena za izmjerene koncentracije GEM-a zasniva se na grešci eksternog standarda izvoditi prije i poslije uzorka.
Analizirali smo uzorke vode na ukupan sadržaj žive oksidacijom brom hloridom u trajanju od najmanje 24 sata, nakon čega je uslijedila redukcija klorida kalaja i analiza pročišćavanja i hvatanja, atomska fluorescentna spektroskopija hladne pare (CVAFS) i odvajanje plinskom hromatografijom (GC) (EPA metoda) 1631 Tekran 2600 automatskog analizatora ukupne žive, Rev. E. Izvršili smo CCV na uzorcima sušne sezone 2018. koristeći Ultra Scientific certificirane vodene žive standarde (10 μg L-1) i početnu verifikaciju kalibracije (ICV) koristeći NIST certificirani referentni materijal 1641D (živa u vodi, 1,557 mg kg-1)) sa granicom detekcije od 0,02 ng L-1. Za uzorke vlažne sezone 2018. i sušne sezone 2019. koristili smo Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1,0 ng L-1) ) za kalibraciju i CCV i SPEX Centriprep induktivno spregnutu plazma masenu spektrometriju (ICP-MS) multi-element za ICV rastvor standard 2 A sa granicom detekcije od 0,5 ng L-1.Svi standardi su povratili unutar 15% prihvatljivih vrijednosti.Poljed praznine, digestivne i analitičke slijepe probe su sve BDL-ovi.
Liofilizirali smo uzorke tla i lišća pet dana. Homogenizirali smo uzorke i analizirali ih na ukupnu živu termičkom razgradnjom, katalitičkom redukcijom, fuzijom, desorpcijom i atomskom apsorpcionom spektroskopijom (EPA metoda 7473) na Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA) -80).Za uzorke sušne sezone 2018. izvršili smo DMA-80 testove koristeći NIST 1633c (leteći pepeo, 1005 ng g-1) i referentni materijal sa certifikatom Nacionalnog istraživačkog vijeća Kanade MESS-3 (morski sediment, 91 ng g -1).Kalibracija.Koristili smo NIST 1633c za CCV i MS i MESS-3 za QCS sa granicom detekcije od 0,2 ng Hg. Za uzorke vlažne sezone 2018. i sušne sezone 2019. kalibrirali smo DMA-80 koristeći Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1.0 ng L−1). Koristili smo NIST standardni referentni materijal 2709a (tlo San Joaquin, 1100 ng g-1) za CCV i MS i DORM-4 (riblji protein, 410 ng g-1) za QCS sa granicom detekcije od 0,5 ng Hg. Za sva godišnja doba, analizirali smo sve uzorke u duplikatima i prihvaćenim vrijednostima kada je RPD između dva uzorka bio unutar 10%. Prosječni povrati za sve standarde i matriksne skokove bili su unutar 10% prihvatljivih vrijednosti, a svi praznini su bili BDL. Sve navedene koncentracije su suhe težine.
Analizirali smo metil živu u uzorcima vode iz sve tri sezonske aktivnosti, uzorke listova iz sušne sezone 2018. i uzorke tla iz sve tri sezonske aktivnosti. Ekstrahirali smo uzorke vode sumpornom kiselinom u tragovima najmanje 24 h, 69 digestiranih listova sa 2 % kalijum hidroksida u metanolu najmanje 48 h na 55°C najmanje 70 h, i svareno tlo u mikrotalasnoj pećnici s tragovima metalne HNO3 kiseline71,72.Analizirali smo uzorke sušne sezone 2018. etilacijom vode koristeći natrijum tetraetilborat, pročišćavanje i hvatanje i CVAFS na spektrometru Tekran 2500 (EPA metoda 1630). Koristili smo Frontier Geosciences akreditirane laboratorijske standarde MeHg i sediment QCS koristeći ERM CCli sa CCbr580 granica detekcije metode od 0,2 ng L-1. Analizirali smo uzorke sušne sezone 2019. koristeći natrijum tetraetilborat za etilaciju vode, pročišćavanje i hvatanje, CVAFS, GC i ICP-MS na Agilentu 770 (EPA metoda 1630)73. Brooks Rand Instruments standardi metil žive (1 ng L-1) za kalibraciju i CCV sa granicom detekcije metode od 1 pg. Svi standardi su se povratili unutar 15% prihvatljivih vrijednosti za sva godišnja doba i svi slijepi uzorci su bili BDL.
U našoj Toksikološkoj laboratoriji Instituta za biodiverzitet (Portland, Maine, SAD), granica detekcije metode bila je 0,001 μg g-1. Kalibrirali smo DMA-80 koristeći DOLT-5 (jetra psa, 0,44 μg g-1), CE-464 (5,24 μg g-1), i NIST 2710a (Montana tlo, 9.888 μg g-1). Koristimo DOLT-5 i CE-464 za CCV i QCS. Prosječni povrati za sve standarde bili su unutar 5% prihvatljivih vrijednosti, a svi praznini su BDL. Sve replike su bile unutar 15% RPD. Sve prijavljene koncentracije žive u perju su svježe težine (fw).
Koristimo 0,45 μm membranske filtere za filtriranje uzoraka vode za dodatnu hemijsku analizu. Analizirali smo uzorke vode na anjone (hlorid, nitrat, sulfat) i katione (kalcijum, magnezijum, kalij, natrijum) jonskom hromatografijom (EPA metoda 4110B) [USEPA, 2017a] koristeći Dionex ICS 2000 ionski hromatograf .Svi standardi su pronađeni unutar 10% prihvatljivih vrijednosti i svi slijepi uzorci su bili BDL. Koristimo Thermofisher X-Series II za analizu elemenata u tragovima u uzorcima vode induktivno spregnutom plazma masenom spektrometrijom.Instrument kalibracijski standardi su pripremljeni serijskim razrjeđivanjem certificirane vode standarda NIST 1643f. Svi praznini su BDL.
Svi tokovi i tokovi navedeni u tekstu i na slikama koriste srednje vrijednosti koncentracije za sušne i kišne sezone. Pogledajte dodatnu tabelu 1 za procjene bazena i tokova (prosječni godišnji tokovi za obje sezone) koristeći minimalne i maksimalne izmjerene koncentracije tokom sušne i kišne sezone. Izračunali smo tokove žive u šumi iz koncesije za očuvanje Los Amigosa kao sumirani unos žive kroz kap i smeće. Izračunali smo tokove Hg od krčenja šuma iz velikih taloženja Hg padavina. Koristeći dnevna mjerenja padavina iz Los Amigosa (sakupljene kao dio EBLA i dostupno od ACCA na zahtjev), izračunali smo prosječnu kumulativnu godišnju količinu padavina u protekloj deceniji (2009-2018) na približno 2500 mm godišnje-1. Imajte na umu da je u kalendarskoj 2018. godini godišnja količina padavina blizu ovog prosjeka ( 2468 mm), dok najvlažniji mjeseci (januar, februar i decembar) čine oko polovine godišnjih padavina (1288 mm od 2468 mm).Stoga koristimo prosjek koncentracija vlažne i sušne sezone u svim proračunima protoka i bazena. Ovo nam također omogućava da uzmemo u obzir ne samo razliku u padavinama između vlažne i sušne sezone, već i razliku u nivoima aktivnosti ASGM između ove dvije sezone. Literaturne vrijednosti prijavljenih godišnjih tokova žive iz tropskih šuma variraju između povećanja koncentracije žive iz sušnih i kišnih sezona ili samo iz sušnih sezona, kada upoređujemo naše izračunate tokove sa literaturnim vrijednostima, direktno uspoređujemo naše izračunate tokove žive, dok je druga studija uzimala uzorke iu sušnoj i vlažnoj sezoni, i ponovo procijenili naše tokove koristeći samo koncentracije žive u sušnoj sezoni kada je druga studija uzimala uzorke samo u sušnoj sezoni (npr. 74).
Da bismo odredili godišnji ukupni sadržaj žive u svim padavinama, velikim količinama padavina i smeću u Los Amigosu, koristili smo razliku između sušne sezone (prosjek svih lokacija Los Amigosa u 2018. i 2019.) i kišne sezone (prosjek 2018.) prosječne ukupne vrijednosti koncentracija žive. Za ukupne koncentracije žive na drugim lokacijama korištene su prosječne koncentracije između sušne sezone 2018. i kišne sezone 2018. Za opterećenja metilživom koristili smo podatke iz sušne sezone 2018. godine, jedine godine za koju je mjeren metil živa. Za procjenu protoka žive u smeću, koristili smo literaturne procjene količine smeća i koncentracije žive prikupljene iz lišća u korpama za smeće na 417 g m-2 yr-1 u peruanskoj Amazoni. Za tlu Hg bazen u gornjih 5 cm tla, koristili smo izmjerenu ukupnu koncentraciju Hg u tlu (sušna sezona 2018. i 2019., kišna sezona 2018.) i koncentracije MeHg u sušnoj sezoni 2018., s procijenjenom nasipnom gustinom od 1,25 g cm-3 u brazilskoj Amazoniji75. Možemo samo pizvršite ove proračune na našoj glavnoj studijskoj lokaciji, Los Amigos, gdje su dostupni skupovi podataka o dugoročnim padavinama i gdje kompletna struktura šuma dozvoljava korištenje prethodno prikupljenih procjena smeća.
Obrađujemo lidarske linije pomoću višerazmjernog procesa postprocesiranja GatorEye, koji automatski izračunava čist spojen oblak tačaka i rasterske proizvode, uključujući digitalne modele elevacije (DEM) u rezoluciji 0,5 × 0,5 m. Koristili smo DEM i očišćene oblake lidarskih tačaka (WGS-84, UTM 19S Meters) kao ulaz u radni tok GatorEye Leaf Area Density (G-LAD), koji izračunava kalibrirane procjene površine lista za svaki voksel (m3) (m2) preko tla na vrhu krošnje u rezoluciji od 1 × 1 × 1 m, i izvedeni LAI (zbir LAD unutar svake vertikalne kolone od 1 × 1 m). LAI vrijednost svake iscrtane GPS tačke se zatim izdvaja.
Izvršili smo sve statističke analize koristeći R verzija 3.6.1 statističkog softvera76 i sve vizualizacije koristeći ggplot2. Izvršili smo statističke testove koristeći alfa od 0,05. Odnos između dvije kvantitativne varijable procijenjen je upotrebom uobičajene regresije najmanjih kvadrata. Izvršili smo poređenja između lokacija koristeći neparametarski Kruskalov test i Wilcoxov test u paru.
Svi podaci uključeni u ovaj rukopis mogu se naći u Dodatnim informacijama i povezanim datotekama podataka. Conservación Amazónica (ACCA) daje podatke o padavinama na zahtjev.
Savjet za odbranu prirodnih resursa.Zanatsko zlato: mogućnosti za odgovorno ulaganje – sažetak.Ulaganje u zanatsko zlato Sažetak v8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/investing-artisanal-gold-summary.pdf (2016).
Asner, GP & Tupayachi, R. Ubrzani gubitak zaštićenih šuma zbog iskopavanja zlata u peruanskoj Amazoni.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017).
Espejo, JC et al. Krčenje šuma i degradacija šuma zbog eksploatacije zlata u peruanskoj Amazoniji: 34-godišnja perspektiva. Remote Sensing 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. et al. Širenje vještačkih jezera pogoršava zagađenje živom od rudarenja zlata.science.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Povišeni vodostaji i sezonske inverzije riječnih suspendiranih sedimenata u žarištima tropske biodiverziteta zbog zanatskog iskopavanja zlata.Process.National Academy of Sciences.science.US 116, 23936–23941 (2019).
Abe, CA et al. Modeliranje efekata promjene pokrivača zemlje na koncentraciju sedimenta u basenu Amazone za iskopavanje zlata.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).
Vrijeme objave: Feb-24-2022