Благодарим вас за посещение Nature.com. Используемая вами версия браузера имеет ограниченную поддержку CSS. Для оптимальной работы мы рекомендуем вам использовать обновленный браузер (или отключить режим совместимости в Internet Explorer). Тем временем, чтобы обеспечить продолжение поддержки, мы будем отображать сайт без стилей и JavaScript.
Выбросы ртути от кустарной и мелкомасштабной добычи золота в Южном полушарии превышают объемы сжигания угля как крупнейшего в мире источника ртути. золотые прииски получали чрезвычайно высокие поступления ртути, с повышенным содержанием ртути в атмосфере, листьях и почве. к общей площади листьев. Мы документально фиксируем значительное накопление ртути в почве, биомассе и местных певчих птицах в некоторых из наиболее охраняемых и богатых биоразнообразием регионов Амазонки, поднимая важные вопросы о том, как загрязнение ртутью сдерживает современные и будущие усилия по сохранению этих тропических экосистем вопрос .
Все более серьезной проблемой для экосистем тропических лесов является кустарная и мелкомасштабная добыча золота (КМЗ). Эта форма добычи золота осуществляется более чем в 70 странах, часто неофициально или нелегально, и на ее долю приходится около 20% мирового производства золота1. В то время как КМЗ является важным источником средств к существованию для местных сообществ, это приводит к повсеместному обезлесению2,3, массовому превращению лесов в пруды4, высокому содержанию наносов в близлежащих реках5,6 и вносит основной вклад в глобальную атмосферу Выбросы ртути (Hg) и крупнейшие выбросы источники пресноводной ртути 7. Многие участки интенсивных КМЗ расположены в горячих точках глобального биоразнообразия, что приводит к утрате разнообразия8, исчезновению чувствительных видов9 и людей10,11,12 и высших хищников13, 14 высокому воздействию ртути. По оценкам, 675–1000 тонн Hg yr-1 ежегодно улетучиваются и выбрасываются в глобальную атмосферу в результате операций ASGM7. Использование больших количеств ртути при кустарной и мелкомасштабной добыче золота привело к смещению основных источников.атмосферных выбросов ртути с глобального севера на глобальный юг, с последствиями для судьбы ртути, моделей переноса и воздействия. Однако мало что известно о судьбе этих атмосферных выбросов ртути и характере их отложения и накопления в ландшафтах, находящихся под влиянием КМЗ.
Международная Минаматская конвенция о ртути вступила в силу в 2017 году, и в статье 7 конкретно рассматриваются выбросы ртути при кустарной и мелкомасштабной добыче золота. В КМЗ жидкая элементарная ртуть добавляется в отложения или руду для отделения золота. Затем амальгаму нагревают, концентрирование золота и выброс газообразной элементарной ртути (GEM; Hg0) в атмосферу. Это происходит несмотря на усилия таких групп, как Глобальное партнерство по ртути Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), Организация Объединенных Наций по промышленному развитию (ЮНИДО) и шахтеров сократить выбросы ртути. На момент написания этой статьи в 2021 году 132 страны, включая Перу, подписали Минаматскую конвенцию и приступили к разработке национальных планов действий, конкретно направленных на сокращение выбросов ртути, связанных с КМЗ. Ученые призвали эти национальные планы действий быть инклюзивной, устойчивой и целостной, принимая во внимание социально-экономические факторы и экологические опасности15,16,17,18.Текущие планы по устранению последствий воздействия ртути на окружающую среду сосредоточены на ртутных рисках, связанных с кустарной и мелкомасштабной добычей золота вблизи водных экосистем, с участием горняков и людей, живущих вблизи мест сжигания амальгамы, и общин, потребляющих большое количество хищной рыбы. Профессиональное воздействие ртути вдыхание паров ртути при сжигании амальгамы, воздействие ртути с пищей при употреблении рыбы и биоаккумуляция ртути в водных пищевых цепях были в центре внимания большинства научных исследований, связанных с КМЗ, в том числе в бассейне Амазонки.Более ранние исследования (например, см. Lodenius and Malm19).
Наземные экосистемы также подвержены риску воздействия ртути в результате КМДЗ. Атмосферная ртуть, выбрасываемая в результате КМДЗ в виде ГЭМ, может возвращаться в наземный ландшафт тремя основными путями20 (рис. 1): ГЭМ может поглощаться частицами в атмосфере, которые затем перехватываются поверхности;GEM могут напрямую поглощаться растениями и включаться в их ткани;наконец, GEM может окисляться до соединений Hg(II), которые могут осаждаться в сухом виде, адсорбироваться атмосферными частицами или уноситься с дождевой водой. Эти пути поступления ртути в почву через падающие воды (т. е. осадки на кроне деревьев), подстилку и осадков, соответственно. Влажное осаждение можно определить по потокам ртути в отложениях, собранных на открытых пространствах. Сухое осаждение можно определить как сумму потока ртути в подстилке и потока ртути осенью за вычетом потока ртути в осадках. Ряд исследований задокументировали обогащение ртутью наземных и водных экосистем в непосредственной близости от деятельности КМЗ (см., например, сводную таблицу в Gerson et al. 22), вероятно, в результате поступления ртути из осадочных пород и прямого выброса ртути. осаждение ртути вблизи КМЗ может быть связано с сжиганием амальгамы ртути и золота, неясно, как эта ртуть переносится в региональном ландшафте, и относительная важность различных осажденийвсе пути вблизи КМДЗ.
Ртуть, выбрасываемая в атмосферу в виде газообразной элементарной ртути (GEM; Hg0), может осаждаться в ландшафте тремя атмосферными путями. сухие отложения. Во-вторых, GEM могут поглощать атмосферные твердые частицы (Hgp), которые перехватываются листвой и вымываются в ландшафт через водопады вместе с перехваченной ионной Hg. В-третьих, GEM могут поглощаться тканью листа, в то время как Hg откладывается в ландшафт в виде подстилки. Вместе с падающей водой и подстилкой считается оценкой общего осаждения ртути. Хотя ГЭУ может также диффундировать и адсорбироваться непосредственно в почве и подстилке77, это может не быть основным путем поступления ртути в наземные экосистемы.
Мы ожидаем, что концентрации газообразной элементарной ртути будут снижаться по мере удаления от источников выбросов ртути. Поскольку два из трех путей осаждения ртути в ландшафтах (путем падения и подстилки) зависят от взаимодействия ртути с поверхностями растений, мы также можем предсказать скорость, с которой ртуть отложения в экосистемы и насколько это опасно для животных Риск воздействия определяется структурой растительности, как показали наблюдения в бореальных и умеренных лесах в северных широтах23. Однако мы также признаем, что деятельность КМЗ часто происходит в тропиках, где структура полога и относительное количество незащищенных участков листвы сильно различаются. Относительная важность путей осаждения ртути в этих экосистемах не была четко определена количественно, особенно для лесов, близких к источникам выбросов ртути, интенсивность которых редко наблюдается в бореальных лесах. исследования, мы задаем следующие вопросы: (1) Как концентрации газообразной элементарной ртути ипути осаждения меняются в зависимости от близости КМДЗ и индекса площади листьев регионального полога? (2) Связано ли накопление ртути в почве с атмосферными поступлениями? (3) Имеются ли доказательства повышенного биоаккумуляции ртути в лесных певчих птицах вблизи КМДЗ? Это исследование является первым, кто изучил входы осаждения ртути вблизи деятельности КМЗ и то, как растительный покров коррелирует с этими моделями, и первым, кто измерил концентрации метилртути (MeHg) в перуанском ландшафте Амазонки. Мы измерили GEM в атмосфере, а также общее количество осадков, проникновение, общее ртуть и метилртуть в листьях, подстилке и почве в лесах и вырубленных местах обитания вдоль 200-километрового участка реки Мадре-де-Диос на юго-востоке Перу. факторы, влияющие на концентрацию Hg в атмосфере (GEM) и влажное осаждение Hg (большое количество осадков). Поскольку сухое осаждение ртути (проникновение + мусор) связано сee структура полога,21,24 мы также ожидаем, что лесные районы будут иметь более высокие входы ртути, чем прилегающие обезлесенные районы, что, учитывая высокий индекс площади листвы и потенциал улавливания ртути, вызывает особую тревогу. Нетронутые леса Амазонки. у жителей лесов рядом с шахтерскими городами уровень ртути выше, чем у представителей фауны, живущих вдали от районов добычи полезных ископаемых.
Наши исследования проводились в провинции Мадре-де-Диос на юго-востоке перуанской Амазонии, где более 100 000 гектаров леса были вырублены, чтобы сформировать аллювиальные КМЗ3, прилегающие к охраняемым землям и национальным заповедникам, а иногда и внутри них. Кустарное и мелкомасштабное золото. добыча полезных ископаемых вдоль рек в этом западном регионе Амазонки резко возросла за последнее десятилетие25 и, как ожидается, будет увеличиваться в связи с высокими ценами на золото и расширением связи с городскими центрами по трансокеанским магистралям. Деятельность будет продолжена. , примерно в 100 и 50 км от КМЗ, соответственно) – именуемые в дальнейшем «удаленные участки» – и три участка в районе добычи – далее именуемые «удаленными участками» (рис. 2А). участки расположены во вторичном лесу недалеко от городов Бока-Колорадо и Ла-Беллинто, а один участок добычи расположен в нетронутом старовозрастном лесу на территории Los Amigos Conservatio.n Концессия. Обратите внимание, что на рудниках Бока-Колорадо и Лаберинто часты выбросы паров ртути при сжигании ртутно-золотой амальгамы, но точное местонахождение и количество неизвестны, поскольку эта деятельность часто носит неформальный и подпольный характер;мы будем сочетать добычу полезных ископаемых и ртуть. Сжигание сплавов в совокупности именуется «деятельностью КМЗ». На каждом участке мы установили пробоотборники отложений как в сухой, так и в дождливый сезон на полянах (участки вырубки, полностью лишенные древесных растений) и под кронами деревьев (лесные территории) в общей сложности для трех сезонных событий (каждое продолжительностью 1-2 месяца). Влажные отложения и проникающие капли собирались отдельно, а пассивные пробоотборники воздуха были размещены на открытом пространстве для сбора GEM. В следующем году, исходя из высоких отложений Показатели, измеренные в первый год, мы установили коллекторы на шести дополнительных лесных участках в Лос-Амигос.
Карты пяти точек отбора проб показаны желтыми кружками. Два участка (Бока-Ману, Чиливе) расположены в районах, удаленных от кустарной добычи золота, а три участка (Лос-Амигос, Бока-Колорадо и Лаберинто) расположены в районах, затронутых добычей полезных ископаемых. , где шахтерские городки показаны синими треугольниками. На рисунке показан типичный удаленный лесной и обезлесенный район, затронутый горнодобывающей промышленностью. справа).B Концентрации газообразной элементарной ртути (GEM) на каждом участке в сухой сезон 2018 г. (n = 1 независимый образец на участок; квадратные символы) и сезон дождей (n = 2 независимых образца; квадратные символы).C Общие концентрации ртути в осадках, собранных в лесных (зеленая диаграмма) и вырубленных лесах (коричневая диаграмма) в засушливый сезон 2018 года.5 независимых проб на участок леса, n = 4 независимых пробы на образец участка вырубки). D Общие концентрации ртути в листьях, собранных с полога Ficus insipida и Inga feuillei в засушливый сезон 2018 г. (левая ось;темно-зеленый квадрат и светло-зеленый треугольник соответственно) и от большого количества мусора на земле (правая ось; оливково-зеленые круглые символы). Значения показаны как среднее значение и стандартное отклонение (n = 3 независимых образца на участок для живых листьев, n = 1 независимая проба для подстилки).E Общие концентрации ртути в верхнем слое почвы (верхний слой 0–5 см), собранные в лесных (зеленая диаграмма) и обезлесенных (коричневая диаграмма) зонах в засушливый сезон 2018 г. (n = 3 независимых пробы на участок ).Данные для других сезонов показаны на рис. 1.S1 и S2.
Концентрации ртути в атмосфере (GEM) соответствовали нашим прогнозам, с высокими значениями вокруг деятельности КМЗ, особенно вокруг городов, сжигающих ртутно-золотую амальгаму, и низкими значениями в районах, удаленных от районов активной добычи (рис. 2B). В в отдаленных районах концентрации ГЭУ ниже глобальной средней фоновой концентрации в южном полушарии, составляющей около 1 нг м-326. Напротив, концентрации ГЭУ во всех трех шахтах были в 2-14 раз выше, чем в удаленных шахтах, а концентрации в близлежащих шахтах ( до 10,9 нг м-3) были сравнимы с таковыми в городах и городских районах, а иногда превышали таковые в США, промышленных зонах Китая и Кореи главный источник повышенного содержания ртути в атмосфере в этом отдаленном регионе Амазонки.
В то время как концентрации GEM на вырубках отслеживали близость к горным работам, общие концентрации ртути в проникающих водопадах зависели от близости к горным работам и структуре лесного полога. Эта модель предполагает, что концентрации GEM сами по себе не позволяют предсказать, где в ландшафте будет отлагаться большое количество ртути. Мы измерили самые высокие концентрации ртути. концентрации ртути в нетронутых спелых лесах в пределах района добычи (рис. 2C). Los Amigos Conservation Conservation имеет самые высокие средние концентрации общей ртути в сухой сезон (диапазон: 18-61 нг л-1), о которых сообщалось в литературе, и были сопоставимы до уровней, измеренных на участках, загрязненных в результате добычи киновари и промышленного сжигания угля.Разница, 28 в Гуйчжоу, Китай. Насколько нам известно, эти значения представляют собой максимальные годовые пропускные потоки ртути, рассчитанные с использованием концентраций ртути в сухой и влажный сезоны и интенсивности осадков (71 мкг м-2 год-1; дополнительная таблица 1). На двух других участках добычи не было повышенных уровней общего содержания ртути по сравнению с удаленными участками (диапазон: 8-31 нг л-1; 22-34 мкг м-2 год-1). За исключением ртути, только алюминий и марганец имел повышенную пропускную способность в районе добычи, вероятно, из-за расчистки земель, связанных с добычей полезных ископаемых;все другие измеренные основные и микроэлементы не различались между горнодобывающими и отдаленными районами (дополнительный файл данных 1), что согласуется с динамикой листовой ртути 29 и сжиганием амальгамы в КМЗ, а не с переносимой по воздуху пылью как основным источником ртути при проникающем падении. .
Помимо того, что они служат адсорбентами для твердых частиц и газообразной ртути, листья растений могут непосредственно поглощать и интегрировать ГЭУ в ткани30,31. Фактически, на участках, близких к КМЗ, мусор является основным источником осаждения ртути. Средние концентрации Hg (0,080 –0,22 мкг/г), измеренное в живых листьях полога на всех трех участках добычи, превысило опубликованные значения для умеренных, бореальных и альпийских лесов в Северной Америке, Европе и Азии, а также других амазонских лесов в Южной Америке, находится в Южной Америке.Удаленные районы и близлежащие точечные источники 32, 33, 34. Концентрации сравнимы с зарегистрированными для листвы ртутью в субтропических смешанных лесах Китая и атлантических лесах Бразилии (рис. 2D) 32, 33, 34. Согласно модели GEM, самые высокие общие концентрации ртути в подстилке и листьях полога были измерены во вторичных лесах в районе добычи. Однако оценочные потоки ртути в отходах были самыми высокими в нетронутых девственных лесах на руднике Лос-Амигос, вероятно, из-за большей массы отходов. Мы умножили ранее полученные значения. сообщила перуанская Амазонка 35 по ртути, измеренной в подстилке (среднее значение между влажным и засушливым сезонами) (рис. 3A). Эти данные свидетельствуют о том, что близость к районам добычи полезных ископаемых и крона деревьев вносят значительный вклад в содержание ртути в КМЗ в этом регионе.
Данные показаны в лесной зоне A и обезлесенной зоне B. Обезлесенные районы Лос-Амигос представляют собой вырубки полевых станций, которые составляют небольшую часть общей площади. Потоки показаны стрелками и выражены в мкг м-2 год-1. на верхнем уровне 0-5 см почвы, бассейны показаны кружками и выражены в мкг м-2. Процентное значение представляет собой процент ртути, присутствующей в бассейне, или поток в форме метилртути. Средние концентрации между засушливыми сезонами (2018 и 2019 гг.) и сезоны дождей (2018 г.) для общего содержания ртути в дождевых осадках, объемных осадках и мусоре для масштабных оценок ртутных нагрузок. Данные по метилртути основаны на засушливом сезоне 2018 г., единственном году, для которого она была измерена. См. «Методы» для получения информации о расчетах объединения и потоков.C Связь между общей концентрацией ртути и индексом площади листьев на восьми участках Los Amigos Conservation Conservation, основанная на обычной регрессии наименьших квадратов.D Связь между общей концентрацией ртути в осадках и total поверхностная концентрация ртути в почве для всех пяти участков в лесных (зеленые кружки) и обезлесенных (коричневые треугольники) регионах, в соответствии с обычной регрессией наименьших квадратов (планки погрешностей показывают стандартное отклонение).
Используя многолетние данные об осадках и подстилке, мы смогли масштабировать измерения проникновения и содержания ртути в подстилке из трех кампаний, чтобы получить оценку годового потока атмосферной ртути для природоохранной концессии Лос-Амигос (проникновение + количество подстилки + осадки) для предварительная оценка. Мы обнаружили, что атмосферные потоки ртути в лесных заповедниках, прилегающих к КМЗ, были более чем в 15 раз выше, чем в окружающих обезлесенных районах (137 по сравнению с 9 мкг Hg м-2 год-1; рис. 3 A, B). оценка уровней содержания ртути в Лос-Амигос превышает ранее зарегистрированные потоки ртути вблизи точечных источников ртути в лесах Северной Америки и Европы (например, при сжигании угля) и сопоставима со значениями в промышленном Китае 21,36. В целом, приблизительно 94 % от общего осаждения ртути в охраняемых лесах Лос-Амигос происходит за счет сухого осаждения (проникновение + подстилка - осаждение ртути), вклад намного выше, чем вклад большинства других первичныхst ландшафты во всем мире. Эти результаты подчеркивают повышенные уровни ртути, поступающей в леса в результате сухого осаждения в результате КМЗ, и важность лесного полога для удаления из атмосферы ртути, полученной в результате КМЗ. деятельность не уникальна для Перу.
Напротив, обезлесенные территории в горнодобывающих районах имеют более низкие уровни ртути, в основном из-за обильных осадков, с небольшим поступлением ртути в результате падения и подстилки. Концентрации общей ртути в валовых отложениях в районе рудника были сопоставимы с концентрациями, измеренными в отдаленных районах (рис. 2C). ).Средние концентрации (диапазон: 1,5–9,1 нг л-1) общей ртути в объемных осадках засушливого сезона были ниже, чем ранее зарегистрированные значения в Адирондаке в Нью-Йорке37, и в целом были ниже, чем в отдаленных районах Амазонки38. Таким образом, Поступление ртути в валовые осадки было ниже (8,6-21,5 мкг Hg м-2 в год-1) на прилегающей обезлесенной территории по сравнению с GEM, моделями концентрации капель и подстилки на участке добычи, и не отражает близости к горнодобывающей промышленности. .Поскольку КМЗ требует обезлесения,2,3 расчищенные территории, где сосредоточена горнодобывающая деятельность, имеют более низкие входы ртути в результате атмосферных выпадений, чем близлежащие лесные районы, хотя прямые выбросы КМДЗ вне атмосферы (такиеs разливы или хвосты элементарной ртути), вероятно, будут очень высокими.Высокая 22.
Изменения потоков ртути, наблюдаемые в перуанской Амазонии, обусловлены большими различиями внутри и между участками в течение засушливого сезона (леса и вырубка лесов) (рис. 2). Напротив, мы наблюдали минимальные различия внутри и между участками, а также низкие потоки ртути в сезон дождей (дополнительный рис. 1). Эта сезонная разница (рис. 2B) может быть связана с более высокой интенсивностью добычи полезных ископаемых и образованием пыли в сухой сезон. Усиление обезлесения и уменьшение осадков в засушливые сезоны могут увеличить пыль производства, тем самым увеличивая количество атмосферных частиц, которые поглощают ртуть. Производство ртути и пыли в сухой сезон может способствовать изменению структуры потока ртути в условиях обезлесения по сравнению с лесными массивами концессии Los Amigos Conservation.
Поскольку поступления ртути в результате КМДЗ в перуанской Амазонии отлагаются в наземных экосистемах в основном за счет взаимодействия с пологом леса, мы проверили, приведет ли более высокая плотность древесного полога (т. е. индекс площади листьев) к увеличению поступления ртути. В нетронутом лесу Лос-Амигос Conservation Concession, мы собрали капли с 7 лесных участков с разной плотностью полога. Мы обнаружили, что индекс площади листьев является сильным предиктором общего поступления ртути за осень, а средняя общая концентрация ртути за осень увеличивалась с увеличением индекса площади листьев (рис. 3C). ).Многие другие переменные также влияют на поступление ртути через капли, включая возраст листьев34, шероховатость листьев, плотность устьиц, скорость ветра39, турбулентность, температуру и периоды, предшествующие засухе.
В соответствии с самыми высокими темпами осаждения ртути верхний слой почвы (0–5 см) лесного участка Лос-Амигос имел самую высокую общую концентрацию ртути (140 нг/г в засушливый сезон 2018 г.; рис. 2E). обогащена по всему измеренному вертикальному профилю почвы (диапазон 138–155 нг/г на глубине 45 см; дополнительная рис. 3). шахтерский городок (Бока Колорадо). На этом участке мы предположили, что чрезвычайно высокие концентрации могут быть связаны с локальным загрязнением элементарной ртутью во время плавки, поскольку концентрации не увеличивались на глубине (> 5 см). Фракция атмосферного осаждения ртути потери из-за утечки из почвы (т.е. ртути, выбрасываемой в атмосферу) из-за растительного покрова также могут быть намного ниже в лесных районах, чем в обезлесенных районах40, что позволяет предположить, что значительная часть ртути откладывается в целях сохранения.Площадь остается в почве. Общие запасы ртути в почве в девственном лесу заповедника Los Amigos Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation Conservation составляют 9100 мкг ртути на м-2 в пределах первых 5 см и более 80 000 мкг ртути на м-2 в пределах первых 45 см.
Поскольку листья в первую очередь поглощают атмосферную ртуть, а не почвенную ртуть30,31, а затем переносят эту ртуть в почву при падении, возможно, что высокая скорость осаждения ртути обусловливает закономерности, наблюдаемые в почве. Мы обнаружили сильную корреляцию между средним общим концентрации ртути в верхнем слое почвы и общие концентрации ртути во всех лесных районах, в то время как не было никакой связи между ртутью в верхнем слое почвы и общими концентрациями ртути в сильных осадках на обезлесенных территориях (рис. 3D). общие потоки ртути в лесных районах, но не в районах обезлесения (запасы ртути в верхнем слое почвы и общие потоки ртути в осадках).
Почти все исследования наземного ртутного загрязнения, связанного с КМЗ, были ограничены измерениями общего содержания ртути, но концентрации метилртути определяют биодоступность ртути и последующее накопление и воздействие питательных веществ. В наземных экосистемах ртуть метилируется микроорганизмами в бескислородных условиях41,42, поэтому она Обычно считается, что в высокогорных почвах концентрация метилртути ниже. Однако впервые мы зарегистрировали измеримые концентрации MeHg в почвах Амазонки вблизи КМДЗ, что позволяет предположить, что повышенные концентрации MeHg распространяются за пределы водных экосистем и проникают в наземную среду в пределах этих районов, затронутых КМДЗ. , включая те, которые затапливаются в сезон дождей.Почва и те, которые остаются сухими круглый год. Самые высокие концентрации метилртути в верхнем слое почвы в засушливый сезон 2018 г. наблюдались в двух лесных районах шахты (Бока-Колорадо и заповедник Лос-Амигос; 1,4 нг MeHg/г, 1,4% Hg в виде MeHg и 1,1 нг MeHg г-1, соответственно, при 0,79% Hg (в виде MeHg).Поскольку эти процентные содержания ртути в форме метилртути сопоставимы с другими наземными точками по всему миру (дополнительный рисунок 4), высокие концентрации метилртути, по-видимому, быть из-за высокого общего поступления ртути и большого запаса общей ртути в почве, а не чистого преобразования доступной неорганической ртути в метилртуть (дополнительная рис. 5).Наши результаты представляют собой первые измерения метилртути в почвах вблизи КМЗ в перуанской Амазонке. Согласно другим исследованиям, сообщалось о более высоком производстве метилртути в затопленных и засушливых ландшафтах43,44, и мы ожидаем более высоких концентраций метилртути в близлежащих лесных сезонных и постоянных заболоченныханалогичные ртутные нагрузки.Несмотря на то, что метилртуть Существует ли риск токсичности для наземной дикой природы вблизи месторождений золота, еще предстоит определить, но эти леса, расположенные вблизи объектов КМЗ, могут быть очагами биоаккумуляции ртути в наземных пищевых цепях.
Наиболее важным и новым результатом нашей работы является документирование переноса больших количеств ртути в леса, прилегающие к КМЗ. Наши данные свидетельствуют о том, что эта ртуть присутствует в наземных пищевых сетях и перемещается по ним. Кроме того, значительное количество ртути хранятся в биомассе и почве и, вероятно, высвобождаются при изменении землепользования4 и лесных пожарах45,46. Юго-восточная перуанская Амазония является одной из самых биологически разнообразных экосистем позвоночных и насекомых на Земле. Высокая структурная сложность в пределах нетронутых древних тропических леса способствуют сохранению биоразнообразия птиц48 и обеспечивают ниши для широкого круга обитающих в лесах видов49. В результате более 50% площади Мадре-де-Диос определены как охраняемые земли или национальный заповедник50.Международное давление с целью контроля незаконной деятельности по КМЗ в Национальный заповедник Тамбопата значительно вырос за последнее десятилетие, что привело к крупным принудительным мерам (Operación Mercurio) со стороны правительства Перу.в 2019 году. Однако наши результаты показывают, что сложность лесов, лежащих в основе биоразнообразия Амазонки, делает этот регион крайне уязвимым для переноса и хранения ртути в ландшафтах с повышенными выбросами ртути, связанными с КМЗ, что приводит к глобальным потокам ртути через воду.Наибольшее зарегистрированное измерение количества основано на наших предварительных оценках повышенных потоков ртути в подстилке в нетронутых лесах вблизи КМЗ. Хотя наши исследования проводились в охраняемых лесах, модель повышенного поступления и удержания ртути применима к любому старовозрастному девственному лесу. вблизи деятельности КМЗ, включая буферные зоны, поэтому эти результаты согласуются с охраняемыми и незащищенными лесами.Охраняемые леса аналогичны. Таким образом, риски КМЗ для ртутных ландшафтов связаны не только с прямым импортом ртути в виде атмосферных выбросов, разливов и хвостохранилищ, но и со способностью ландшафта улавливать, хранить и преобразовывать ртуть в более биодоступную формы.связанных с потенциальной метилртутью, показывающих различное воздействие на глобальные пулы ртути и наземную дикую природу в зависимости от лесного покрова вблизи горнодобывающих предприятий.
Путем связывания атмосферной ртути нетронутые леса вблизи кустарной и мелкомасштабной добычи золота могут снизить риски ртути для близлежащих водных экосистем и глобальных резервуаров атмосферной ртути. экосистем из-за лесных пожаров, утечки и/или стока45, 46, 51, 52, 53. В перуанской Амазонии около 180 тонн ртути ежегодно используется в КМЗ54, из которых около четверти выбрасывается в атмосферу55, учитывая Концессию по сохранению в Лос-Амигос. Эта площадь примерно в 7,5 раз превышает общую площадь охраняемых земель и природных заповедников в регионе Мадре-де-Диос (около 4 миллионов гектаров), который имеет наибольшую долю охраняемых земель в любой другой перуанской провинции, и эти большие площади нетронутых лесов.Частично за пределами радиуса осаждения КМЗ и ртути. Таким образом, секвестрация ртути в нетронутых лесах недостаточна для предотвращения попадания ртути, полученной в результате КМЗ, в региональные и глобальные атмосферные ртутные бассейны, что свидетельствует о важности сокращения выбросов ртути в результате КМЗ. Судьба больших количеств ртуть, хранящаяся в наземных системах, в значительной степени зависит от природоохранной политики. Таким образом, будущие решения о том, как управлять нетронутыми лесами, особенно в районах, близких к КМЗ, будут влиять на мобилизацию и биодоступность ртути сейчас и в ближайшие десятилетия.
Даже если бы леса могли поглощать всю ртуть, выделяемую в тропических лесах, это не было бы панацеей от загрязнения ртутью, поскольку наземные пищевые сети также могут быть уязвимы для ртути. Мы очень мало знаем о концентрациях ртути в биоте в этих нетронутых лесах, но эти измерения земных отложений ртути и метилртути в почве позволяют предположить, что высокие уровни содержания ртути в почве и высокое содержание метилртути могут увеличить воздействие на тех, кто живет в этих лесах.Риски для потребителей с высоким содержанием питательных веществ.Данные предыдущих исследований наземного биоаккумуляции ртути в лесах умеренного пояса показали, что концентрации ртути в крови у птиц коррелируют с концентрациями ртути в отложениях, а певчие птицы, питающиеся пищей, полностью полученной из земли, могут демонстрировать концентрации ртути. со сниженной репродуктивной способностью и успехом, снижением выживаемости потомства, нарушением развития, поведенческими изменениями, физиологическим стрессом и смертностью58,59. Если эта модель верна для перуанской Амазонки, высокие потоки ртути, которые происходят в нетронутых лесах, могут привести к высоким концентрациям ртути. у птиц и другой биоты с возможными неблагоприятными последствиями. Это вызывает особую тревогу, поскольку регион является глобальным очагом биоразнообразия60. Эти результаты подчеркивают важность предотвращения кустарной и мелкомасштабной добычи золота в пределах национальных охраняемых территорий и буферных зон, окружающих им.Формализация деятельности в области КМЗes15,16 может быть механизмом, гарантирующим, что охраняемые земли не будут эксплуатироваться.
Чтобы оценить, попадает ли ртуть, отложившаяся в этих лесных районах, в наземную пищевую сеть, мы измерили хвостовые перья нескольких местных певчих птиц из заповедника Лос-Амигос (пострадавшего от добычи полезных ископаемых) и биологической станции Коча-Кашу (незатронутые старые птицы).общая концентрация ртути в произрастающих лесах), в 140 км от места отбора проб Бокаману, расположенного выше по течению. Для всех трех видов, где на каждом участке было отобрано несколько особей, Hg был повышен у птиц Лос-Амигос по сравнению с Коча-Кашу (рис. 4). картина сохранялась независимо от пищевых привычек, так как наша выборка включала антиядца подлеска Myrmotherula axillaris, следовавшего за муравьями антиядца Phlegopsis nigromaculata и фруктоеда Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] против 0,9 мкг/г). [n = 2], 4,1 [n = 10] против 1,4 мкг/г [n = 2], 0,3 [n = 46] против 0,1 мкг/г [n = 2]).Из 10 Phlegopsis nigromaculata особей, отобранных в Лос-Амигос, 3 превышали EC10 (эффективная концентрация для снижения репродуктивного успеха на 10%), 3 превышали EC20, 1 превышали EC30 (см. критерии EC в Evers58), и ни один отдельный вид Cocha. результаты, согласно которым средние концентрации ртути в 2-3 раза выше у певчих птиц из охраняемых лесов, прилегающих к КМЗ,и отдельные концентрации ртути в 12 раз выше, вызывают опасения, что загрязнение ртутью в результате КМЗ может попасть в наземные пищевые сети.степень серьезной озабоченности. Эти результаты подчеркивают важность предотвращения КМЗ в национальных парках и окружающих их буферных зонах.
Данные были собраны в природоохранных концессиях Los Amigos (n = 10 для Myrmotherula axillaris [неживоядное животное] и Phlegopsi nigromaculata [преследующее муравья животное], n = 46 для Pipra fasciicauda [плодоядное животное]; символ красного треугольника) и в отдаленных местах в Коче. Биологическая станция Кашу (n = 2 на вид; символы зеленого круга). Показано, что эффективные концентрации (EC) снижают репродуктивный успех на 10%, 20% и 30% (см. Evers58). Фотографии птиц изменены из Schulenberg65.
С 2012 года масштабы КМЗ в перуанской Амазонии увеличились более чем на 40% на охраняемых территориях и на 2,25 и более на незащищенных территориях. Продолжающееся использование ртути в кустарной и мелкомасштабной добыче золота может иметь разрушительные последствия для дикой природы. которые населяют эти леса. Даже если шахтеры немедленно прекратят использование ртути, воздействие этого загрязняющего вещества на почву может длиться веками, что может привести к увеличению потерь от обезлесения и лесных пожаров61, 62. Таким образом, ртутное загрязнение от КМЗ может иметь долгосрочные последствия. воздействие на биоту малонарушенных лесов, прилегающих к КМЗ, текущие и будущие риски в результате выбросов ртути в старовозрастные леса с наивысшей природоохранной ценностью.и реактивация для максимизации потенциала загрязнения. Наш вывод о том, что наземная биота может подвергаться значительному риску загрязнения ртутью в результате КМЗ, должен послужить дополнительным стимулом для дальнейших усилий по сокращению выбросов ртути в результате КМЗ. Эти усилия включают в себя различные подходы, от относительно простого улавливания ртути до дистилляционных систем к более сложным экономическим и социальным инвестициям, которые формализуют деятельность и уменьшат экономические стимулы для незаконного КМЗ.
У нас есть пять станций в пределах 200 км от реки Мадре-де-Диос. Мы выбрали места отбора проб, исходя из их близости к местам интенсивной КМЗ, примерно 50 км между каждым местом отбора проб, доступ к которым осуществляется через реку Мадре-де-Диос (рис. 2А). выбрали два участка без какой-либо добычи (Бока-Ману и Чиливе, примерно в 100 и 50 км от КМЗ, соответственно), именуемые в дальнейшем «удаленные участки». Мы выбрали три участка в районе добычи, именуемые в дальнейшем «Участки добычи», два участка добычи во вторичном лесу недалеко от городов Бока-Колорадо и Лаберинто и один участок добычи в нетронутом девственном лесу. Концессии защиты Los Amigos. Обратите внимание, что на участках Бока-Колорадо и Лаберинто в этом районе добычи пары ртути выделяются при сжигании ртутно-золотой амальгамы - частое явление, но точное местонахождение и количество неизвестны, поскольку эта деятельность часто носит незаконный и тайный характер;мы будем сочетать добычу полезных ископаемых и использование ртути. Сжигание сплавов в совокупности именуется «деятельностью КМЗ». под кронами деревьев (лесные участки) пробоотборники были установлены на пяти участках и в январе 2019 г.) для сбора влажных отложений (n = 3) и капель проникновения (n = 4) соответственно. Пробы осадков собирались в течение четырех недель в сухой сезон и две-три недели в сезон дождей. Во время второго года отбора проб засушливого сезона (июль и август 2019 г.) мы установили коллекторы (n = 4) на шести дополнительных лесных участках в Лос-Амигос на пять недель, исходя из высокий уровень отложений, измеренный в первый год. В Лос-Амигос имеется в общей сложности 7 участков леса и 1 участок вырубки леса. Расстояние между участками составляло от 0,1 до 2,5 км. Мы собрали одну путевую точку GPS на участке с помощью портативного GPS-навигатора Garmin.
Мы установили пассивные пробоотборники воздуха на содержание ртути в каждом из наших пяти мест в течение засушливого сезона 2018 г. (июль-август 2018 г.) и сезона дождей 2018 г. (декабрь 2018 г. – январь 2019 г.) на два месяца (PAS). На каждом участке был установлен один пробоотборник PAS. в сухой сезон и два пробоотборника PAS были задействованы в сезон дождей. PAS (разработанный McLagan et al. 63) собирает газообразную элементарную ртуть (GEM) путем пассивной диффузии и адсорбции на пропитанном серой углеродном сорбенте (HGR-AC) через диффузионный барьер Radiello©. Диффузионный барьер PAS действует как барьер против прохождения газообразных органических соединений ртути;поэтому только GEM адсорбируется на углероде 64. Мы использовали пластиковые кабельные стяжки, чтобы прикрепить PAS к столбу на высоте около 1 м над землей. Все пробоотборники были запечатаны парафильмом или хранились в повторно закрывающихся двухслойных пластиковых пакетах до и после развертывания. Мы собранные полевые пустые и транспортные бланки PAS для оценки загрязнения, внесенного во время отбора проб, хранения в полевых условиях, лабораторного хранения и транспортировки проб.
При развертывании всех пяти участков отбора проб мы разместили три коллектора осадков для анализа ртути и два коллектора для других химических анализов, а также четыре проходных коллектора для анализа ртути на участке вырубки леса.коллектора и два коллектора для других химических анализов. Коллекторы находятся на расстоянии одного метра друг от друга. Обратите внимание, что, хотя на каждом участке установлено постоянное количество коллекторов, в некоторые периоды сбора у нас есть меньшие размеры проб из-за затопления участка, человеческого вмешательство в работу коллекторов и сбои в соединении трубок и бутылей для сбора. На каждом участке леса и вырубки леса в одном коллекторе для анализа ртути находилась бутылка на 500 мл, а в другом — бутылка на 250 мл;все другие коллекторы для химического анализа содержали 250-миллилитровую бутылку. Эти образцы хранились в холодильнике до тех пор, пока они не освободились от морозильной камеры, затем были отправлены в Соединенные Штаты на льду, а затем хранились в замороженном виде до анализа. Коллектор для анализа ртути состоит из стеклянной воронки, пропущенной через через новую трубку из блок-полимера стирола, этилена, бутадиена и стирола (C-Flex) с новой бутылкой из полиэтилентерефталата, эфира, сополиэфирного гликоля (PETG) с петлей, которая действует как паровой замок. При развертывании все бутылки PETG объемом 250 мл были подкислены. с 1 мл соляной кислоты (HCl) для следовых металлов, и все 500-мл бутылки PETG были подкислены 2 мл HCl для следовых металлов. Коллектор для других химических анализов состоит из пластиковой воронки, соединенной с полиэтиленовой бутылью через новую трубку C-Flex с петля, действующая как паровой затвор. Все стеклянные воронки, пластиковые воронки и полиэтиленовые бутылки перед развертыванием были промыты кислотой.хранить как можно холоднее до возвращения в Соединенные Штаты, а затем хранить образцы при 4°C до анализа. Предыдущие исследования с использованием этого метода показали 90-110% извлечения лабораторных холостых проб ниже предела обнаружения и стандартных шипов37.
На каждом из пяти участков мы собрали листья в виде листьев навеса, взяли образцы листьев, свежую подстилку и общую подстилку, используя протокол «чистые руки — грязные руки» (метод EPA 1669). Все образцы были собраны в соответствии с лицензией на сбор от SERFOR. , Перу, и импортировано в Соединенные Штаты по импортной лицензии Министерства сельского хозяйства США. из крон деревьев с помощью рогатки Notch Big Shot в засушливый сезон 2018 г., сезон дождей 2018 г. и сухой сезон 2019 г. (n = 3 на вид). ветви на высоте менее 2 м над землей в засушливый сезон 2018 г., сезон дождей 2018 г. и сухой сезон 2019 г. свежий наполнитель («наполнитель») в корзинах с пластиковой сеткой(n = 5) в сезон дождей 2018 г. на всех пяти лесных участках и в засушливый сезон 2019 г. на участке Los Amigos (n = 5). Обратите внимание, что хотя мы установили постоянное количество корзин на каждом участке, в некоторые периоды сбора , размер нашей выборки был меньше из-за затопления участка и вмешательства человека в сборщики. Все корзины для мусора размещены в пределах одного метра от водосборника. засушливый сезон 2019 года. Во время засушливого сезона 2019 года мы также собрали большое количество мусора на всех наших участках Los Amigos. а затем хранят в замороженном виде до переработки.
Мы отобрали пробы почвы в трех повторностях (n = 3) со всех пяти участков (открытых и с навесом) и участка Лос-Амигос в засушливый сезон 2019 г. во время всех трех сезонных событий. Все образцы почвы были отобраны в пределах одного метра от коллектора осадков. образцы почвы были собраны в виде верхнего слоя почвы под слоем подстилки (0–5 см) с помощью почвенного пробоотборника. Кроме того, в засушливый сезон 2018 г. мы собрали образцы почвы глубиной до 45 см и разделили их на пять сегментов по глубине. собрать только один профиль почвы, потому что уровень грунтовых вод находится близко к поверхности почвы. Мы собрали все образцы, используя протокол «чистые руки — грязные руки» (метод Агентства по охране окружающей среды 1669). на льду в США, а затем хранят в замороженном виде до переработки.
Используйте туманные гнезда, установленные на рассвете и в сумерках, чтобы ловить птиц в самое прохладное время дня. В заповеднике Лос-Амигос мы разместили пять туманных гнезд (1,8 × 2,4) в девяти местах. На биостанции Коча-Кашу мы разместили 8 10 туманных гнезд (12 х 3,2 м) в 19 местах. На обоих участках мы собрали первое центральное хвостовое перо каждой птицы, а если нет, то следующее самое старое перо. фотографические записи и морфометрические измерения для идентификации видов в соответствии с Шуленбергом65. Оба исследования были поддержаны SERFOR и получили разрешение Совета по исследованию животных (IACUC). и Биологическая станция Cocha Cashu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Для определения индекса площади листьев (LAI) были собраны лидарные данные с использованием лаборатории беспилотных летательных аппаратов GatorEye, беспилотной воздушной системы, объединяющей сенсоры (подробности см. ) 66.Лидар был собран в Los Amigos Conservation Conservation в июне 2019 года на высоте 80 м, скорости полета 12 м/с и расстоянии 100 м между соседними маршрутами, таким образом коэффициент покрытия бокового отклонения достиг 75 %.Плотность точек, распределенных по вертикальному профилю леса, превышает 200 точек на квадратный метр.Район полета перекрывается со всеми районами отбора проб в Лос-Амигос в засушливый сезон 2019 года.
Мы количественно определили общую концентрацию Hg в GEM, собранных с помощью PAS, с помощью термодесорбции, термоядерной и атомно-абсорбционной спектроскопии (метод USEPA 7473) с использованием прибора Hydra C (Teledyne, CV-AAS). Мы откалибровали CV-AAS с использованием Национального института стандартов. и технология (NIST) Стандартный эталонный материал 3133 (стандартный раствор ртути, 10,004 мг/г) с пределом обнаружения 0,5 нг Hg. Мы провели непрерывную проверку калибровки (CCV) с использованием NIST SRM 3133 и стандарты контроля качества (QCS) с использованием NIST 1632e (битуминозный уголь, 135,1 мг г-1). Мы разделили каждый образец на разные лодочки, поместили их между двумя тонкими слоями порошка карбоната натрия (Na2CO3) и покрыли тонким слоем гидроксида алюминия (Al(OH)). 3) порошок67. Мы измерили общее содержание HGR-AC в каждом образце, чтобы устранить любые неоднородности в распределении Hg в сорбенте HGR-AC. Поэтому мы рассчитали концентрацию ртути для каждого образца на основе суммы общего содержания ртути, измеренной каждое судно иполное содержание сорбента HGR-AC в PAS. Учитывая, что только один образец PAS был отобран с каждого участка для измерения концентрации в течение засушливого сезона 2018 г., контроль качества и обеспечение качества метода осуществлялись путем группирования образцов с холостыми процедурами мониторинга, внутренними стандартами и матрицей. -согласованные критерии. Во время сезона дождей 2018 г. мы повторили измерения образцов PAS. Значения считались приемлемыми, когда относительная процентная разница (RPD) измерений CCV и стандартов, соответствующих матрице, находилась в пределах 5% от приемлемого значение, и все процедурные холостой пробы были ниже предела обнаружения (BDL). Мы скорректировали по холостой пробе общее содержание ртути, измеренное в PAS, с использованием концентраций, определенных по полевым и путевым холостым пробам (0,81 ± 0,18 нг г-1, n = 5). Мы рассчитали GEM концентрации с использованием общей массы адсорбированной ртути с поправкой на пустой показатель, разделенной на время развертывания и частоту отбора проб (количество воздуха для удаления газообразной ртути в единицу времени;0,135 м3 день-1)63,68, с поправкой на температуру и ветер из World Weather Online Средние измерения температуры и ветра, полученные для региона Мадре-де-Диос68. Стандартная ошибка, указанная для измеренных концентраций GEM, основана на ошибке внешнего стандарта. запустить до и после образца.
Мы проанализировали пробы воды на общее содержание ртути путем окисления хлоридом брома в течение не менее 24 часов с последующим восстановлением хлорида двухвалентного олова, продувкой и анализом ловушек, атомно-флуоресцентной спектроскопией с холодным паром (CVAFS) и разделением с помощью газовой хроматографии (GC) (метод EPA). 1631 автоматического анализатора общего содержания ртути Tekran 2600, версия E). Мы выполнили CCV на образцах засушливого сезона 2018 года с использованием сертифицированных Ultra Scientific водных стандартов ртути (10 мкг л-1) и проверку начальной калибровки (ICV) с использованием сертифицированного NIST эталонного материала. 1641D (ртуть в воде, 1,557 мг кг-1)) с пределом обнаружения 0,02 нг/л. Для проб сезона дождей 2018 г. и засушливого сезона 2019 г. ) для калибровки и CCV и SPEX Centriprep для масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS), многоэлементный для стандартного раствора ICV 2 A с пределом обнаружения 0,5 нг л-1. Все стандарты восстановлены в пределах 15% от допустимых значений.d бланки, бланки расщепления и аналитические бланки — все это BDL.
Мы лиофилизировали образцы почвы и листьев в течение пяти дней. Мы гомогенизировали образцы и проанализировали их на содержание ртути с помощью термического разложения, каталитического восстановления, синтеза, десорбции и атомно-абсорбционной спектроскопии (метод EPA 7473) на анализаторе Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA). -80). Для образцов засушливого сезона 2018 г. мы провели тесты DMA-80 с использованием NIST 1633c (зольная пыль, 1005 нг г-1) и сертифицированного Национальным исследовательским советом Канады эталонного материала MESS-3 (морские отложения, 91 нг г-1). -1).Калибровка.Мы использовали NIST 1633c для CCV и MS и MESS-3 для QCS с пределом обнаружения 0,2 нг рт. нг л-1). Мы использовали стандартный эталонный материал NIST 2709a (почва Сан-Хоакин, 1100 нг г-1) для CCV и MS и DORM-4 (рыбий белок, 410 нг г-1) для QCS с пределом обнаружения 0,5. нг Hg. Для всех сезонов мы проанализировали все образцы в двух повторностях и приняли значения, когда RPD между двумя образцами было в пределах 10%. Средние извлечения для всех стандартов и пиков матрицы были в пределах 10 % от допустимых значений, и все бланки были BDL.Все сообщаемые концентрации являются сухим весом.
Мы проанализировали метилртуть в образцах воды всех трех сезонов, образцах листьев засушливого сезона 2018 г. и образцах почвы всех трех сезонов. % гидроксида калия в метаноле в течение не менее 48 часов при 55°C в течение не менее 70 часов, а также переваривание почвы в микроволновой печи со следовыми количествами HNO3-кислоты71,72.Мы проанализировали образцы засушливого сезона 2018 года путем этилирования воды с использованием тетраэтилбората натрия, продувки и улавливания, а также CVAFS на спектрометре Tekran 2500 (метод EPA 1630). предел обнаружения метода 0,2 нг л-1. Мы проанализировали образцы засушливого сезона 2019 года с использованием тетраэтилбората натрия для этилирования воды, очистки и улавливания, CVAFS, ГХ и ИСП-МС на Agilent 770 (метод EPA 1630)73. Мы использовали Стандарты метилртути Brooks Rand Instruments (1 нг л-1) для калибровки и CCV с пределом обнаружения метода 1 пг. Все стандарты были восстановлены в пределах 15% от допустимых значений для всех сезонов, и все контрольные образцы были BDL.
В токсикологической лаборатории нашего Института биоразнообразия (Портленд, штат Мэн, США) предел обнаружения метода составил 0,001 мкг/г. мкг г-1) и NIST 2710a (почва Монтаны, 9,888 мкг г-1). Мы используем DOLT-5 и CE-464 для CCV и QCS. Среднее восстановление для всех стандартов было в пределах 5% от допустимых значений, и все контрольные значения были BDL. Все повторы были в пределах 15% RPD. Все сообщаемые концентрации ртути в перьях указаны в свежем весе (fw).
Мы используем мембранные фильтры 0,45 мкм для фильтрации проб воды для дополнительного химического анализа. Мы анализировали пробы воды на анионы (хлорид, нитрат, сульфат) и катионы (кальций, магний, калий, натрий) с помощью ионной хроматографии (метод EPA 4110B) [USEPA, 2017a] с использованием ионного хроматографа Dionex ICS 2000. Все стандарты были восстановлены в пределах 10% от допустимых значений, и все бланки были BDL. Мы используем Thermofisher X-Series II для анализа микроэлементов в пробах воды с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. калибровочные стандарты были приготовлены путем серийного разбавления сертифицированного водного стандарта NIST 1643f. Все пробелы — это BDL.
Все потоки и пулы, указанные в тексте и на рисунках, используют средние значения концентрации для сухого и дождливого сезонов. См. Дополнительную таблицу 1 для оценок пулов и потоков (среднегодовые потоки для обоих сезонов) с использованием минимальных и максимальных измеренных концентраций во время сезона дождей. засушливый и дождливый сезоны. Мы рассчитали потоки ртути в лесах из концессии Los Amigos Conservation как суммарное поступление ртути в виде капель и мусора. и предоставляется ACCA по запросу), мы рассчитали, что среднегодовое количество осадков за последнее десятилетие (2009–2018 гг.) составляет примерно 2500 мм/год. Обратите внимание, что в 2018 календарном году годовое количество осадков близко к этому среднему значению ( 2468 мм), а на самые влажные месяцы (январь, февраль и декабрь) приходится около половины годового количества осадков (1288 мм из 2468 мм).Поэтому мы используем средние концентрации влажного и засушливого сезонов во всех расчетах потоков и водоемов. Это также позволяет нам учитывать не только разницу в осадках между влажным и засушливым сезонами, но и разницу в уровнях активности КМЗ между этими двумя сезонами. литературные значения зарегистрированных годовых потоков ртути из тропических лесов варьируются в зависимости от увеличения концентрации ртути в засушливые и дождливые сезоны или только в засушливые сезоны. как в сухой, так и в сезон дождей, и переоценили наши потоки, используя концентрации ртути только в сухой сезон, тогда как в другом исследовании пробы брались только в сухой сезон (например, 74).
Для определения годового общего содержания ртути во всех осадках, объемных осадках и подстилке в Лос-Амигос мы использовали разницу между средним суммарным значением за сухой сезон (среднее значение для всех участков Лос-Амигос в 2018 и 2019 гг.) и сезоном дождей (среднее значение за 2018 г.). концентрации ртути. Для общих концентраций ртути в других местах использовались средние концентрации между засушливым сезоном 2018 г. и сезоном дождей 2018 г. Для нагрузок по метилртути мы использовали данные засушливого сезона 2018 г., единственного года, для которого измерялась концентрация метилртути. Для оценки потоков ртути в подстилке мы использовали литературные оценки количества подстилки и концентрации ртути, собранной с листьев в мусорных корзинах, при 417 г м-2 в год-1 в перуанской Амазонии. Для пула ртути в почве в верхних 5 см почвы, мы использовали измеренные значения общего содержания Hg в почве (засушливые сезоны 2018 и 2019 гг., сезон дождей 2018 г.) и концентрации MeHg в засушливый сезон 2018 г. с расчетной объемной плотностью 1,25 г см-3 в бразильской Амазонии75.выполнить эти бюджетные расчеты на нашем основном исследовательском участке, Лос-Амигос, где доступны наборы данных о долгосрочных осадках и где полная структура леса позволяет использовать ранее собранные оценки подстилки.
Мы обрабатываем лидарные линии полета, используя рабочий процесс многомасштабной постобработки GatorEye, который автоматически вычисляет чистые объединенные облака точек и растровые продукты, включая цифровые модели высот (ЦМР) с разрешением 0,5 × 0,5 м. Мы использовали ЦМР и очищенные лидарные облака точек (WGS-84, UTM). 19S метров) в качестве входных данных для рабочего процесса GatorEye Leaf Area Density (G-LAD), который вычисляет откалиброванные оценки площади листьев для каждого вокселя (м3) ( м2) на поверхности земли в верхней части кроны с разрешением 1 × 1 × 1 м и полученный LAI (сумма LAD в каждом вертикальном столбце 1 × 1 м). Затем извлекается значение LAI для каждой нанесенной на график точки GPS.
Мы выполнили весь статистический анализ, используя статистическое программное обеспечение R версии 3.6.176, и все визуализации, используя ggplot2. Мы выполнили статистические тесты, используя альфа 0,05. Связь между двумя количественными переменными была оценена с использованием обычной регрессии наименьших квадратов. Мы провели сравнения между сайтами, используя непараметрический критерий Крускала и парный критерий Вилкокса.
Все данные, включенные в эту рукопись, можно найти в дополнительной информации и связанных файлах данных. Conservación Amazónica (ACCA) предоставляет данные об осадках по запросу.
Совет по защите природных ресурсов. Кустарное золото: возможности для ответственного инвестирования — Резюме. Инвестиции в кустарное золото. Резюме, версия 8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/investing-artisanal-gold-summary.pdf (2016).
Аснер, Г.П. и Тупаячи, Р. Ускоренная потеря охраняемых лесов из-за добычи золота в перуанском водохранилище Амазонки. Окружающая среда. Райт. 12, 9 (2017).
Эспехо, Дж. К. и др. Обезлесение и деградация лесов в результате добычи золота в перуанской Амазонии: прогноз на 34 года. Дистанционное зондирование 10, 1–17 (2018).
Герсон-младший и др. Расширение искусственных озер усугубляет загрязнение ртутью в результате добычи золота.science.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Детье, Э.Н., Сартен, С.Л. и Лутц, Д.А. Повышение уровня воды и сезонные инверсии речных взвешенных отложений в горячих точках тропического биоразнообразия из-за кустарной добычи золота. Process.National Academy of Sciences.science.US 116, 23936–23941 (2019).
Абэ, Калифорния, и др. Моделирование воздействия изменения земного покрова на концентрацию наносов в золотодобывающем бассейне Амазонки.register.environment.часто.19, 1801–1813 (2019).
Время публикации: 24 февраля 2022 г.