Dankie dat jy Nature.com besoek het. Die blaaierweergawe wat jy gebruik het beperkte ondersteuning vir CSS. Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat jy 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer afskakel). Om intussen te verseker voortgesette ondersteuning, sal ons die webwerf sonder style en JavaScript vertoon.
Kwikvrystellings van ambags- en kleinskaalse goudmynbou oor die suidelike halfrond oortref steenkoolverbranding as die wêreld se grootste bron van kwik. Ons ondersoek kwikafsetting en -berging in die Peruaanse Amasone, wat swaar geraak word deur amasanale goudmynbou. Ongeskonde woude in die Peruaanse Amasone naby goudmyne het uiters hoë kwik-insette ontvang, met verhoogde totale en metielkwik in die atmosfeer, blaredakblare en grond. Hier wys ons vir die eerste keer dat ongeskonde woudafdakke naby kunsmatige goudmyne groot hoeveelhede deeltjies en gasvormige kwik onderskep teen proporsionele dosisse tot totale blaaroppervlakte. Ons dokumenteer aansienlike kwikophoping in grond, biomassa en standhoudende sangvoëls in sommige van die mees beskermde en biodiversiteitryke streke van die Amasone, wat belangrike vrae laat ontstaan oor hoe kwikbesoedeling moderne en toekomstige bewaringspogings in hierdie tropiese ekosisteemvraagstuk beperk. .
'n Groeiende uitdaging vir tropiese woude-ekosisteme is ambags- en kleinskaalse goudmynbou (ASGM). Hierdie vorm van goudontginning vind plaas in meer as 70 lande, dikwels informeel of onwettig, en is verantwoordelik vir ongeveer 20% van die wêreld se goudproduksie1.Terwyl ASGM is 'n belangrike bestaan vir plaaslike gemeenskappe, dit lei tot wydverspreide ontbossing2,3, uitgebreide omskakeling van woude na damme4, hoë sedimentinhoud in nabygeleë riviere5,6, en is 'n groot bydraer tot die wêreldatmosfeer Vrystelling van kwik (Hg)-vrystellings en grootste bronne van varswaterkwik 7. Baie verskerpte ASGM-terreine is in globale biodiversiteit-brandpunte geleë, wat lei tot verlies aan diversiteit8, verlies van sensitiewe spesies9 en menslike10,11,12 en top-roofdiere13, 14 hoë blootstelling aan kwik. Hg jr-1 word jaarliks vervlugtig en in die globale atmosfeer vrygestel vanaf ASGM-bedrywighede7. Die gebruik van groot hoeveelhede kwik deur ambags- en kleinskaalse goudmynbou het groot bronne verskuifvan atmosferiese kwikvrystellings van die globale noorde na die globale suide, met implikasies vir kwiklot, vervoer en blootstellingspatrone. Daar is egter min bekend oor die lot van hierdie atmosferiese kwikvrystellings en hul afsettings- en akkumulasiepatrone in ASGM-beïnvloed landskappe.
Die Internasionale Minamata-konvensie oor kwik het in 2017 in werking getree, en artikel 7 spreek spesifiek kwikvrystellings van ambags- en kleinskaalse goudmynbou aan. In ASGM word vloeibare elementêre kwik by sedimente of erts gevoeg om goud te skei. Die amalgaam word dan verhit, die konsentreer van die goud en die vrystelling van gasvormige elementêre kwik (GEM; Hg0) in die atmosfeer. mynwerkers om kwikvrystellings te verminder. Met hierdie skrywe in 2021 het 132 lande, insluitend Peru, die Minamata-konvensie onderteken en begin met die ontwikkeling van nasionale aksieplanne om spesifiek ASGM-verwante kwikvrystellingsverminderings aan te spreek. Akademici het gevra dat hierdie nasionale aksieplanne om inklusief, volhoubaar en holisties wees, met inagneming van sosio-ekonomiese dryfvere en omgewingsgevare15,16,17,18.Huidige planne om die gevolge van kwik in die omgewing aan te spreek, fokus op kwikrisiko's wat verband hou met ambags- en kleinskaalse goudmynbou naby water-ekosisteme, wat mynwerkers en mense wat naby amalgaamverbranding woon, en gemeenskappe wat groot hoeveelhede roofvis verbruik, betrek. Beroepsblootstelling aan kwik deur die inaseming van kwikdampe vanaf die verbranding van amalgaam, dieetblootstelling aan kwik deur die verbruik van vis, en kwikbioakkumulasie in akwatiese voedselwebbe was die fokus van die meeste ASGM-verwante wetenskaplike navorsing, insluitend in die Amasone.Vroeëre studies (sien bv. Lodenius en Malm19).
Terrestriële ekosisteme loop ook die risiko van kwikblootstelling van ASGM.Atmosferiese Hg wat uit ASGM vrygestel word as GEM kan deur drie hoofroetes20 terugkeer na die terrestriële landskap (Fig. 1): GEM kan geadsorbeer word aan deeltjies in die atmosfeer, wat dan onderskep word deur oppervlaktes;GEM kan direk deur plante geabsorbeer word en in hul weefsels opgeneem word;uiteindelik, GEM kan geoksideer word na Hg(II) spesies, wat droog neergelê kan word, in atmosferiese deeltjies geadsorbeer of in reënwater meegevoer kan word. Hierdie paaie voorsien kwik aan grond deur valwater (dws neerslag oor die boomkap), rommel, en reënval, onderskeidelik.Natneerslag kan bepaal word deur kwikvloede in sediment wat in oop ruimtes versamel word.Droë neerslag kan bepaal word as die som van die kwikvloed in rommel en die kwikvloed in val minus die kwikvloed in neerslag.'n Aantal studies het kwikverryking in terrestriële en akwatiese ekosisteme in die nabyheid van ASGM-aktiwiteit gedokumenteer (sien byvoorbeeld opsommingstabel in Gerson et al. 22), waarskynlik as gevolg van beide sedimentêre kwik-insette en direkte kwikvrystelling. kwikafsetting naby die ASGM kan wees as gevolg van die verbranding van kwik-goud amalgaam, dit is onduidelik hoe hierdie Hg in die streeklandskap vervoer word en die relatiewe belangrikheid van verskillende afsettingsal paaie naby die ASGM.
Kwik wat as gasvormige elementêre kwik (GEM; Hg0) vrygestel word, kan deur drie atmosferiese paaie in die landskap neergelê word. Eerstens kan GEM geoksideer word tot ioniese Hg (Hg2+), wat in waterdruppels meegesleur kan word en op blaaroppervlaktes neergelê kan word as nat of droë neerslae.Tweedens kan GEM's atmosferiese deeltjies (Hgp) adsorbeer, wat deur loof onderskep word en deur watervalle saam met die onderskepte ioniese Hg in die landskap gespoel word. Derdens kan GEM in blaarweefsel geabsorbeer word, terwyl Hg in die landskap as rommel. Saam met vallende water en rommel word beskou as 'n skatting van totale kwikafsetting. Alhoewel GEM ook direk na grond en rommel kan diffundeer en adsorbeer77, is dit dalk nie die primêre roete vir kwiktoetrede tot terrestriële ekosisteme nie.
Ons verwag dat gasvormige elementêre kwikkonsentrasies sal afneem met afstand vanaf kwikvrystellingsbronne. Aangesien twee van die drie paaie van kwikafsetting in landskappe (deur val en rommel) afhang van kwikinteraksies met plantoppervlaktes, kan ons ook die tempo waarteen kwik is voorspel gedeponeer in ekosisteme en hoe ernstig dit vir diere is Die risiko van impak word bepaal deur plantegroeistruktuur, soos getoon deur waarnemings in boreale en gematigde woude in noordelike breedtegrade23. Ons erken egter ook dat ASGM-aktiwiteit gereeld in die trope voorkom, waar blaredakstruktuur en relatiewe oorvloed van blootgestelde blaaroppervlakte verskil wyd. Die relatiewe belangrikheid van kwikafsettingspaaie in hierdie ekosisteme is nie duidelik gekwantifiseer nie, veral vir woude naby kwikvrystellingsbronne, waarvan die intensiteit selde in boreale woude waargeneem word.Daarom, in hierdie studie, vra ons die volgende vrae: (1) Hoe gasvormige elementêre kwikkonsentrasies enafsettingspaaie wissel met die nabyheid van ASGM en die blaaroppervlakte-indeks van die streekblaardek?(2) Is grondkwikberging verwant aan atmosferiese insette?(3) Is daar bewyse van verhoogde kwikbio-akkumulasie in woudbewonende sangvoëls naby ASGM?Hierdie studie is die eerste wat kwikafsetting-insette naby ASGM-aktiwiteit ondersoek en hoe blaredakbedekking met hierdie patrone korreleer, en die eerste wat metielkwik (MeHg) konsentrasies in die Peruaanse Amasone-landskap meet. Ons het GEM in die atmosfeer gemeet, en totale neerslag, penetrasie, totaal kwik en metielkwik in blare, rommel en grond in woude en ontboste habitatte langs 'n 200 kilometer lange stuk van die Madre de Dios-rivier in suidoostelike Peru. Ons het veronderstel dat nabyheid aan ASGM en myndorpe wat Hg-goudamalgaam verbrand, die belangrikste sou wees faktore wat atmosferiese Hg-konsentrasies (GEM) en nat Hg-neerslag (hoë neerslag) aandryf. Aangesien droë kwikafsetting (penetrasie + rommel) verband hou met tree blaredakstruktuur,21,24 ons verwag ook dat bosgebiede hoër kwikinsette sal hê as aangrensende ontboste gebiede, wat, gegewe die hoë blaaroppervlakte-indeks en kwikvangpotensiaal, Een punt veral kommerwekkend is. Ongeskonde Amasonewoud. Ons het verder veronderstel dat fauna wat in woude naby myndorpe gewoon het, het hoër kwikvlakke gehad as fauna wat ver van myngebiede woon.
Ons ondersoeke het plaasgevind in die provinsie Madre de Dios in die suidoostelike Peruaanse Amasone, waar meer as 100 000 hektaar woud ontbos is om alluviale ASGM3 te vorm langs, en soms binne, beskermde lande en nasionale reservate. Ambags- en kleinskaalse goud mynbou langs riviere in hierdie westelike Amasone-streek het dramaties toegeneem oor die afgelope dekade25 en sal na verwagting toeneem met hoë goudpryse en verhoogde verbinding met stedelike sentrums via transoseaniese snelweë Aktiwiteite sal voortgaan 3. Ons het twee terreine sonder enige mynbou gekies (Boca Manu en Chilive , onderskeidelik ongeveer 100 en 50 km vanaf ASGM) – hierna na verwys as “afgeleë terreine” – en drie terreine binne die myngebied – hierna verwys as “afgeleë terreine” mynterrein” (Fig. 2A). Twee van die mynbou terreine is geleë in sekondêre woud naby die dorpe Boca Colorado en La Bellinto, en een mynterrein is geleë in 'n ongeskonde ou-groei woud op die Los Amigos Conservation Toegewing.Let daarop dat by die Boca Colorado- en Laberinto-myne van die myn, kwikdamp wat vrygestel word uit die verbranding van kwik-goudamalgaam gereeld voorkom, maar die presiese ligging en hoeveelheid is onbekend aangesien hierdie aktiwiteite dikwels informeel en geheimsinnig is;ons sal mynbou en kwik kombineer. Daar word gesamentlik na verbranding van legerings as "ASGM-aktiwiteit" verwys. Op elke terrein het ons sedimentmonsters in beide die droë en reënseisoene in ooptes (ontbossingsgebiede heeltemal sonder houtagtige plante) en onder boomafdakke (bos) geïnstalleer gebiede) vir 'n totaal van drie seisoenale gebeurtenisse (elk wat 1- 2 maande duur) ) Natafsetting en penetrasieval is afsonderlik versamel, en passiewe lugmonsters is in die oop ruimte ontplooi om GEM te versamel. Die volgende jaar, gebaseer op die hoë neerslag tariewe gemeet in die eerste jaar, het ons versamelaars op ses bykomende woud erwe in Los Amigos geïnstalleer.
Die kaarte van die vyf steekproefpunte word as geel sirkels getoon.Twee terreine (Boca Manu, Chilive) is geleë in gebiede ver van kunsmatige goudmynbou, en drie terreine (Los Amigos, Boca Colorado en Laberinto) is geleë in gebiede wat deur mynbou geraak word , met myndorpe wat as blou driehoeke getoon word. Die illustrasie toon 'n tipiese afgeleë beboste en ontboste gebied wat deur mynbou geraak word. In alle figure verteenwoordig die stippellyn die skeidslyn tussen die twee afgeleë terreine (links) en die drie mynbou-geaffekteerde terreine ( regs).B Gasvormige elementêre kwik (GEM) konsentrasies by elke perseel in die 2018 droë seisoen (n = 1 onafhanklike monster per perseel; vierkantige simbole) en nat seisoen (n = 2 onafhanklike monsters; vierkantige simbole) seisoene.C Totale kwikkonsentrasies in neerslag versamel in woud- (groen boksplot) en ontbossing (bruin boksplot) gebiede gedurende die droë seisoen van 2018. Vir alle boksplots verteenwoordig lyne mediane, kassies wys Q1 en Q3, snorbaarde verteenwoordig 1,5 keer die interkwartielreeks (n =5 onafhanklike monsters per bosterrein, n = 4 onafhanklike monsters per ontbossingsterreinmonster).D Totale kwikkonsentrasies in blare versamel vanaf die blaredak van Ficus insipida en Inga feuillei gedurende die droë seisoen in 2018 (linker-as;donkergroen vierkantige en liggroen driehoeksimbole, onderskeidelik) en van grootmaat rommel op die grond (regter-as; olyfgroen sirkelsimbole). Waardes word as gemiddelde en standaardafwyking getoon (n = 3 onafhanklike monsters per plek vir lewende blare, n = 1 onafhanklike monster vir rommel).E Totale kwikkonsentrasies in bogrond (boonste 0-5 cm) versamel in woud (groen boksplot) en ontbossing (bruin boksplot) gebiede gedurende die droë seisoen van 2018 (n = 3 onafhanklike monsters per terrein ).Data vir ander seisoene word in Figuur 1.S1 en S2 getoon.
Atmosferiese kwikkonsentrasies (GEM) was in lyn met ons voorspellings, met hoë waardes rondom ASGM-aktiwiteit - veral rondom dorpe wat Hg-goudamalgaam verbrand - en lae waardes in gebiede ver van aktiewe myngebiede (Fig. 2B). afgeleë gebiede is GEM-konsentrasies onder die globale gemiddelde agtergrondkonsentrasie in die suidelike halfrond van ongeveer 1 ng m-326. Daarteenoor was GEM-konsentrasies in al drie myne 2-14 keer hoër as in afgeleë myne, en konsentrasies in nabygeleë myne ( tot 10,9 ng m-3) was vergelykbaar met dié in stedelike en stedelike gebiede, en het soms dié in die VSA, nywerheidsones in China en Korea 27 oorskry. die hoofbron van verhoogde atmosferiese kwik in hierdie afgeleë Amasone-streek.
Terwyl GEM-konsentrasies in ooptes die nabyheid van mynbou nagespoor het, het totale kwikkonsentrasies in deurdringende watervalle afgehang van die nabyheid van mynbou en woudafdakstruktuur. Hierdie model dui daarop dat GEM-konsentrasies alleen nie voorspel waar hoë kwik in die landskap neergelê sal word nie. Ons het die hoogste gemeet. kwikkonsentrasies in ongeskonde volwasse woude binne die myngebied (Fig. 2C). Los Amigos Conservation Conservation het die hoogste gemiddelde konsentrasies totale kwik in die droë seisoen (reeks: 18-61 ng L-1) wat in die literatuur gerapporteer is en was vergelykbaar tot vlakke wat gemeet word by terreine wat deur kaneelmynbou en industriële steenkoolverbranding besmet is.Verskil, 28 in Guizhou, China. Na ons wete verteenwoordig hierdie waardes die maksimum jaarlikse deurvloei-kwikvloeivloeie wat bereken is deur die droë en nat seisoen kwikkonsentrasies en neerslagtempo's (71 µg m-2 jr-1; Aanvullende Tabel 1). Die ander twee mynterreine het nie verhoogde vlakke van totale kwik in vergelyking met die afgeleë terreine gehad nie (reeks: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 jr-1). Met die uitsondering van Hg, is slegs aluminium en mangaan het verhoogde deurvloei in die myngebied gehad, waarskynlik as gevolg van mynverwante grondopruiming;alle ander gemete hoof- en spoorelemente het nie tussen mynbou- en afgeleë gebiede gewissel nie (Aanvullende datalêer 1 ), 'n bevinding wat ooreenstem met blaarkwikdinamika 29 en ASGM-amalgaamverbranding, eerder as luggedraagde stof, as die hoofbron van kwik in die deurdringende val .
Benewens dien as adsorberende middels vir deeltjies en gasvormige kwik, kan plantblare GEM direk absorbeer en in weefsels integreer30,31. Trouens, by terreine naby ASGM-aktiwiteit is vullis 'n groot bron van kwikafsetting.Gemiddelde konsentrasies Hg (0,080) –0.22 µg g−1) gemeet in lewende blaredakblare van al drie mynterreine het die gepubliseerde waardes oorskry vir gematigde, boreale en alpiene woude in Noord-Amerika, Europa en Asië, sowel as ander Amasone-woude in Suid-Amerika, geleë in Suid-Amerika.Afgeleë gebiede en nabypuntbronne 32, 33, 34. Konsentrasies is vergelykbaar met dié wat gerapporteer word vir blaarkwik in subtropiese gemengde woude in China en Atlantiese woude in Brasilië (Fig. 2D)32,33,34. Na aanleiding van die GEM-model, is die hoogste totale kwikkonsentrasies in grootmaat rommel en blaredakblare is gemeet in sekondêre woude binne die myngebied. Die beraamde afvalkwikvloeie was egter die hoogste in ongeskonde primêre woude by die Los Amigos-myn, waarskynlik as gevolg van die groter afvalmassa.Ons het die voorheen vermenigvuldig gerapporteer Peruaanse Amazone 35 deur die Hg gemeet in die rommel (gemiddeld tussen nat en droë seisoene) (Fig. 3A). Hierdie insette dui daarop dat nabyheid aan myngebiede en boomkapbedekking beduidende bydraers is tot die kwikladings in ASGM in hierdie streek.
Data word in A-bos- en B-ontbossingsgebied getoon. Die ontboste gebiede van Los Amigos is veldstasie-opruimings wat 'n klein gedeelte van die totale land uitmaak. Vloede word met pyle getoon en uitgedruk as µg m-2 jr-1. Vir die boonste 0-5 cm grond, die poele word as sirkels getoon en uitgedruk in μg m-2. Persentasie verteenwoordig die persentasie kwik teenwoordig in die swembad of vloed in die vorm van metielkwik. Gemiddelde konsentrasies tussen droë seisoene (2018 en 2019) en reënseisoene (2018) vir totale kwik deur reënval, grootmaat-neerslag en rommel, vir opskaalskattings van kwikvragte. Metielkwikdata is gebaseer op die 2018 droë seisoen, die enigste jaar waarvoor dit gemeet is. Sien "Metodes" vir inligting oor poel- en vloedberekeninge.C Verwantskap tussen totale kwikkonsentrasie en blaaroppervlakte-indeks in agt persele van Los Amigos Conservation Conservation, gebaseer op gewone kleinstekwadrate-regressie.D Verwantskap tussen totale kwikkonsentrasie in neerslag en total oppervlakgrondkwikkonsentrasie vir al vyf terreine in woud (groen sirkels) en ontbossing (bruin driehoeke) streke, volgens gewone kleinste vierkante regressie (foutstawe toon standaardafwyking).
Deur langtermyn-neerslag- en rommeldata te gebruik, kon ons metings van penetrasie- en rommelkwik-inhoud van die drie veldtogte skaal om 'n skatting te verskaf van die jaarlikse atmosferiese kwikvloei vir die Los Amigos-bewaringskonsessie (penetrasie + rommelhoeveelheid + neerslag) vir 'n voorlopige skatting.Ons het gevind dat atmosferiese kwikvloede in woudreservate aangrensend aan ASGM-aktiwiteit meer as 15 keer hoër was as in omliggende ontboste gebiede (137 versus 9 µg Hg m-2 jr-1; Figuur 3 A,B). Hierdie voorlopige skatting van kwikvlakke in Los Amigos oorskry voorheen gerapporteerde kwikvloede naby puntbronne van kwik in woude in Noord-Amerika en Europa (bv. steenkoolverbranding), en is vergelykbaar met waardes in industriële China 21,36. Alles gesê, ongeveer 94 % van die totale kwikneerslag in die beskermde woude van Los Amigos word geproduseer deur droë afsetting (penetrasie + rommel – neerslag kwik), 'n bydrae baie hoër as dié van die meeste ander foreste landskappe wêreldwyd. Hierdie resultate beklemtoon verhoogde vlakke van kwik wat woude binnegaan deur droë afsetting vanaf ASGM en die belangrikheid van die woudafdak in die verwydering van ASGM-afgeleide kwik uit die atmosfeer. aktiwiteit is nie uniek aan Peru nie.
Daarteenoor het ontboste gebiede in myngebiede laer kwikvlakke, hoofsaaklik deur swaar neerslae, met min kwikinsette deur val en rommel. Konsentrasies van totale kwik in grootmaat sedimente in die myngebied was vergelykbaar met dié wat in afgeleë gebiede gemeet is (Fig. 2C ).Gemiddelde konsentrasies (reeks: 1,5–9,1 ng L-1) van totale kwik in droë seisoen grootmaat neerslag was laer as voorheen gerapporteerde waardes in die Adirondacks van New York37 en was oor die algemeen laer as dié in afgeleë Amasonegebiede38. die grootmaat-neerslag-insette van Hg was laer (8.6-21.5 µg Hg m-2 jr-1) in die aangrensende ontboste gebied in vergelyking met die GEM, deurval en rommelkonsentrasiepatrone van die mynterrein, en reflekteer nie nabyheid aan mynbou nie. Omdat ASGM ontbossing vereis, het 2,3 skoongemaakte gebiede waar mynaktiwiteite gekonsentreer is laer kwikinsette van atmosferiese afsetting as nabygeleë beboste gebiede, hoewel nie-atmosferiese direkte vrystellings van ASGM (soos 'nse elementêre kwikstortings of uitskot) sal waarskynlik baie hoog wees.Hoog 22.
Veranderinge in kwikvloeie wat in die Peruaanse Amasone waargeneem word, word aangedryf deur groot verskille binne en tussen terreine gedurende die droë seisoen (bos en ontbossing) (Fig. 2). Daarteenoor het ons minimale verskille binne en tussen terreine gesien, asook lae Hg-vloede gedurende die reënseisoen (Aanvullende Fig. 1). Hierdie seisoenale verskil (Fig. 2B) kan wees as gevolg van die hoër intensiteit van mynbou en stofproduksie in die droë seisoen. Verhoogde ontbossing en verminderde neerslag gedurende droë seisoene kan stof verhoog produksie, en daardeur die hoeveelheid atmosferiese deeltjies wat kwik absorbeer, verhoog. Kwik- en stofproduksie gedurende die droë seisoen kan bydra tot kwikvloeipatrone binne ontbossing in vergelyking met die beboste gebiede van die Los Amigos-bewaringskonsessie.
Aangesien kwik-insette van ASGM in die Peruaanse Amasone hoofsaaklik in terrestriële ekosisteme gedeponeer word deur interaksies met die bosdak, het ons getoets of hoër boomblaardigtheid (dws blaaroppervlakte-indeks) tot hoër kwikinsette sou lei. In die ongeskonde woud van Los Amigos Conservation Concession, ons het druppelval van 7 woudpersele met verskillende blaredakdigthede ingesamel. Ons het gevind dat blaaroppervlakte-indeks 'n sterk voorspeller was van totale kwikinsette deur val, en die gemiddelde totale kwikkonsentrasie deur val het toegeneem met blaaroppervlakte-indeks (Fig. 3C) ).Baie ander veranderlikes beïnvloed ook kwik-insette deur val, insluitend blaarouderdom34, blaarruwheid, stomatale digtheid, windspoed39, turbulensie, temperatuur en voordroë periodes.
In ooreenstemming met die hoogste kwikneerslagtempo's, het die bogrond (0-5 cm) van die Los Amigos-bosterrein die hoogste totale kwikkonsentrasie (140 ng g-1 in die 2018 droë seisoen; Fig. 2E). Verder was kwikkonsentrasies. verryk oor die hele gemete vertikale grondprofiel (reeks 138–155 ng g-1 op 'n diepte van 45 cm; Aanvullende Fig. 3). Die enigste terrein wat hoë oppervlakte-grondkwikkonsentrasies gedurende die 2018 droë seisoen vertoon het, was 'n ontbossingsterrein naby 'n myndorp (Boca Colorado). Op hierdie terrein het ons veronderstel dat die uiters hoë konsentrasies te wyte kan wees aan gelokaliseerde kontaminasie van elementêre kwik tydens samesmelting, aangesien konsentrasies nie op die diepte (>5 cm) gestyg het nie. Die fraksie van atmosferiese kwikafsetting verlore aan ontsnapping uit grond (dws kwik wat in die atmosfeer vrygestel word) as gevolg van blaredakbedekking kan ook baie laer wees in beboste gebiede as in ontbosde gebiede40, wat daarop dui dat 'n beduidende deel van kwik vir bewaring neergelê word.Die area bly in die grond. Grond totale kwikpoele in die primêre woud van die Los Amigos-bewaringsbewaring was 9100 μg Hg m-2 binne die eerste 5 cm en meer as 80 000 μg Hg m-2 binne die eerste 45 cm.
Aangesien blare hoofsaaklik atmosferiese kwik absorbeer, eerder as grondkwik,30,31 en dan hierdie kwik in die grond vervoer deur te val, is dit moontlik dat die hoë neerslagtempo van kwik die patrone wat in grond waargeneem word, dryf. Ons het 'n sterk korrelasie tussen gemiddelde totaal gevind. kwikkonsentrasies in bogrond en totale kwikkonsentrasies in alle bosgebiede, terwyl daar geen verband tussen bogrondkwik en totale kwikkonsentrasies in swaar neerslae in ontboste gebiede was nie (Fig. 3D). Soortgelyke patrone was ook sigbaar in die verband tussen bogrond kwikpoele en totale kwikvloede in beboste gebiede, maar nie in ontbossingsgebiede nie (bogrond kwikpoele en totale neerslag totale kwikvloede).
Byna alle studies van terrestriële kwikbesoedeling wat met ASGM geassosieer word, is beperk tot metings van totale kwik, maar metielkwikkonsentrasies bepaal kwikbiobeskikbaarheid en daaropvolgende voedingstofophoping en -blootstelling.In terrestriële ekosisteme word kwik gemetileer deur mikroörganismes onder anoksiese toestande41,42, so dit is algemeen geglo dat hooglandgronde laer konsentrasies van metielkwik het. Ons het egter vir die eerste keer meetbare konsentrasies van MeHg in Amazoniese gronde naby ASGM's aangeteken, wat daarop dui dat verhoogde MeHg-konsentrasies verder strek as akwatiese ekosisteme en in terrestriële omgewings binne hierdie ASGM-geaffekteerde gebiede , insluitend dié wat gedurende die reënseisoen onder water is.Grond en dié wat die hele jaar droog bly. Die hoogste konsentrasies metielkwik in die bogrond gedurende die 2018 droë seisoen het voorgekom in twee beboste gebiede van die myn (Boca Colorado en Los Amigos Reservaat; 1.4 ng MeHg g−1, 1.4% Hg as MeHg en 1.1 ng MeHg g−1, onderskeidelik, by 0.79% Hg (as MeHg) Aangesien hierdie persentasies kwik in die vorm van metielkwik vergelykbaar is met ander terrestriële liggings wêreldwyd (Aanvullende Fig. 4), blyk dit dat die hoë konsentrasies van metielkwik wees as gevolg van hoë totale kwik-insette en hoë berging van totale kwik in grond, eerder as netto omskakeling van beskikbare anorganiese kwik na metielkwik (Aanvullende Fig. 5) Ons resultate verteenwoordig die eerste metings van metielkwik in grond naby ASGM in die Peruaanse Amasone. Volgens Ander studies het hoër metielkwikproduksie in oorstroomde en droë landskappe gerapporteer43,44 en ons verwag hoër metielkwikkonsentrasies in nabygeleë woude seisoenale en permanente vleilande wat ervaarsoortgelyke kwikvragte.Alhoewel metielkwik Of daar 'n toksisiteitsrisiko vir aardlewe naby goudmynaktiwiteite is, moet nog vasgestel word, maar hierdie woude naby ASGM-aktiwiteite kan brandpunte wees vir kwikbioakkumulasie in terrestriële voedselwebbe.
Die belangrikste en mees nuwe implikasie van ons werk is om die vervoer van groot hoeveelhede kwik na woude aangrensend aan ASGM te dokumenteer. Ons data dui daarop dat hierdie kwik beskikbaar is in, en deur, aardse voedselwebbe beweeg. Boonop aansienlike hoeveelhede kwik word in biomassa en gronde gestoor en sal waarskynlik vrygestel word met grondgebruikverandering4 en bosbrande45,46. Die suidoostelike Peruaanse Amasone is een van die mees biologies diverse ekosisteme van gewerwelde en insektaksa op aarde. Hoë strukturele kompleksiteit binne ongeskonde antieke tropiese woude bevorder voëlbiodiversiteit48 en voorsien nisse vir 'n wye verskeidenheid van woudbewonende spesies49.Gevolglik word meer as 50% van die Madre de Dios-gebied as beskermde grond of 'n nasionale reservaat aangewys50.Internasionale druk om onwettige ASGM-aktiwiteite in die Tambopata Nasionale Reservaat het die afgelope dekade aansienlik gegroei, wat gelei het tot 'n groot afdwingingsaksie (Operación Mercurio) deur die Peruaanse regeringin 2019. Ons bevindinge dui egter daarop dat die kompleksiteit van die woude wat die Amazoniese biodiversiteit onderlê, die streek hoogs kwesbaar maak vir kwiklaai en berging in landskappe met verhoogde ASGM-verwante kwikvrystellings, wat lei tot globale kwikvloeie deur water.Die hoogste gerapporteerde meting van die hoeveelheid is gebaseer op ons voorlopige skattings van verhoogde rommel kwik vloede in ongeskonde woude naby ASGM. Terwyl ons ondersoeke in beskermde woude plaasgevind het, sou die patroon van verhoogde kwik inset en retensie van toepassing wees op enige ou-groei primêre woud naby ASGM-aktiwiteit, insluitend buffersones, so hierdie resultate stem ooreen met beskermde en onbeskermde woude.Beskermde woude is soortgelyk. Daarom hou die risiko's van ASGM vir kwiklandskappe nie net verband met die direkte invoer van kwik deur atmosferiese emissies, stortings en uitskot nie, maar ook met die landskap se vermoë om kwik op te vang, te berg en om te skakel in meer biobeskikbaar vorms.wat verband hou met potensiële.metielkwik, wat differensiële effekte op globale kwikpoele en aardlewe toon, afhangende van woudbedekking naby mynbou.
Deur atmosferiese kwik te sekwestreer, kan ongeskonde woude naby ambags- en kleinskaalse goudmynbou kwikrisiko's vir nabygeleë akwatiese ekosisteme en globale atmosferiese kwikreservoirs verminder. ekosisteme deur bosbrande, ontsnapping en/of afloop45, 46, 51, 52, 53.In die Peruaanse Amasone word ongeveer 180 ton kwik jaarliks in ASGM54 gebruik, waarvan ongeveer 'n kwart in die atmosfeer vrygestel word55, gegewe die bewaringskonsessie by Los Amigos. Hierdie gebied is ongeveer 7,5 keer die totale oppervlakte van beskermde grond en natuurreservate in die Madre de Dios-streek (ongeveer 4 miljoen hektaar), wat die grootste deel van beskermde grond in enige ander Peruaanse provinsie het, en hierdie groot gebiede ongeskonde bosgrond.Gedeeltelik buite die afsettingsradius van ASGM en kwik. Dus is kwiksekwestrasie in ongeskonde woude nie voldoende om te verhoed dat ASGM-afgeleide kwik plaaslike en globale atmosferiese kwikpoele binnegaan nie, wat die belangrikheid suggereer om ASGM-kwikvrystellings te verminder. Die lot van groot hoeveelhede kwik wat in terrestriële stelsels gestoor word, word grootliks deur bewaringsbeleide beïnvloed.Toekomstige besluite oor hoe om ongeskonde woude te bestuur, veral in gebiede naby ASGM-aktiwiteit, het dus implikasies vir kwikmobilisering en biobeskikbaarheid nou en in die komende dekades.
Selfs as woude alle kwik wat in tropiese woude vrygestel word, kan sekwestreer, sal dit nie 'n wondermiddel vir kwikbesoedeling wees nie, aangesien aardse voedselwebbe ook kwesbaar vir kwik kan wees. Ons weet baie min van kwikkonsentrasies in biota binne hierdie ongeskonde woude, maar hierdie eerste metings van terrestriële kwikafsettings en grondmetielkwik dui daarop dat hoë vlakke van kwik in grond en hoë metielkwik blootstelling aan diegene wat in hierdie woude woon, kan verhoog.Risiko's vir hoë voedingsgraadverbruikers.Data van vorige studies oor terrestriële kwikbioakkumulasie in gematigde woude het bevind dat bloedkwikkonsentrasies in voëls korreleer met kwikkonsentrasies in sedimente, en sangvoëls wat voedsel eet wat geheel en al van land afkomstig is, kan kwikkonsentrasies vertoon. Verhoogde 56,57. Verhoogde kwikblootstelling by sangvoëls word geassosieer met verminderde voortplantingsprestasie en sukses, verminderde nageslagoorlewing, verswakte ontwikkeling, gedragsveranderinge, fisiologiese stres en mortaliteit58,59. As hierdie model geld vir die Peruaanse Amasone, kan die hoë kwikvloeie wat in ongeskonde woude voorkom tot hoë kwikkonsentrasies lei in voëls en ander biota, met moontlike nadelige gevolge. Dit is veral kommerwekkend omdat die streek 'n globale biodiversiteit-brandpunt is60. Hierdie resultate beklemtoon die belangrikheid daarvan om te verhoed dat ambags- en kleinskaalse goudmynbou binne nasionale beskermde gebiede en die buffersones rondom plaasvind. hulle.Formalisering van ASGM-aktiwiteitees15,16 kan 'n meganisme wees om te verseker dat beskermde lande nie uitgebuit word nie.
Om te bepaal of kwik wat in hierdie beboste gebiede gedeponeer is, die terrestriële voedselweb binnedring, het ons die stertvere van verskeie standhoudende sangvoëls van die Los Amigos-reservaat (wat deur mynbou geraak word) en die Cocha Cashu Biologiese Stasie (onaangeraakte ou voëls) gemeet.totale kwikkonsentrasie.groeibos), 140 km vanaf ons mees stroomop Bokamanu-monsterplek.Vir al drie spesies waar verskeie individue by elke terrein gemonster is, was Hg verhoog by voëls van Los Amigos in vergelyking met Cocha Cashu (Fig. 4). patroon het voortgeduur, ongeag voedingsgewoontes, aangesien ons steekproef die onderliggende anti-eter Myrmotherula axillaris, die mier-gevolgde anti-eter Phlegopsis nigromaculata en die vrugte-eter Pipra fasciicauda (1.8 [n = 10] vs. 0.9 μg g− 1) ingesluit het [n = 2], 4.1 [n = 10] vs. 1.4 μg g-1 [n = 2], 0.3 [n = 46] vs. 0.1 μg g-1 [n = 2]). Van die 10 Phlegopsis nigromaculata individue wat by Los Amigos gemonster is, 3 het EC10 oorskry (effektiewe konsentrasie vir 'n 10% vermindering in reproduktiewe sukses), 3 het EC20 oorskry, 1 het EC30 oorskry (sien EC-kriteria in Evers58), en geen individuele Cocha Enige spesie van Cashu oorskry EC10. Hierdie voorlopige bevindings, met gemiddelde kwikkonsentrasies 2-3 keer hoër in sangvoëls van beskermde woude aangrensend aan ASGM-aktiwiteit,en individuele kwikkonsentrasies tot 12 keer hoër, wek kommer dat kwikbesmetting van ASGM terrestriële voedselwebbe kan binnedring.graad van aansienlike kommer. Hierdie resultate onderstreep die belangrikheid daarvan om ASGM-aktiwiteit in nasionale parke en hul omliggende buffersones te voorkom.
Data is ingesamel by Los Amigos-bewaringskonsessies (n = 10 vir Myrmotherula axillaris [onderstorie invertivore] en Phlegopsi nigromaculata [miervolgende invertivore], n = 46 vir Pipra fasciicauda [frugivore]; rooi driehoeksimbool) en afgeleë liggings in Cocha Kashu Biologiese Stasie (n = 2 per spesie; groen sirkel simbole). Daar word getoon dat effektiewe konsentrasies (EC's) reproduktiewe sukses met 10%, 20% en 30% verminder (sien Evers58). Voëlfoto's gewysig vanaf Schulenberg65.
Sedert 2012 het die omvang van ASGM in die Peruaanse Amasone met meer as 40% toegeneem in beskermde gebiede en 2,25 of meer in onbeskermde gebiede. Voortgesette gebruik van kwik in ambags- en kleinskaalse goudmynbou kan verwoestende uitwerking op die natuurlewe hê wat hierdie woude bewoon. Selfs as mynwerkers onmiddellik ophou om kwik te gebruik, kan die uitwerking van hierdie kontaminant in gronde eeue lank duur, met die potensiaal om verliese as gevolg van ontbossing en bosbrande te verhoog61,62. Dus kan kwikbesoedeling deur ASGM langdurige uitwerking op die biota van ongeskonde woude aangrensend aan ASGM, huidige risiko's en toekomstige risiko's deur kwikvrystellings in ougroeiwoude met die hoogste bewaringswaarde.en heraktivering om die kontaminasiepotensiaal te maksimeer. Ons bevinding dat aardse biota 'n aansienlike risiko van kwikbesmetting deur ASGM kan hê, behoort verdere stukrag te gee vir voortgesette pogings om kwikvrystellings deur ASGM te verminder. Hierdie pogings sluit 'n verskeidenheid benaderings in, van relatief eenvoudige kwikvangs distillasiestelsels tot meer uitdagende ekonomiese en sosiale beleggings wat die aktiwiteit sal formaliseer en die ekonomiese aansporings vir onwettige ASGM sal verminder.
Ons het vyf stasies binne 200 km van die Madre de Dios-rivier. Ons het monsternemingsplekke gekies op grond van hul nabyheid aan intensiewe ASGM-aktiwiteit, ongeveer 50 km tussen elke monsternemingsplek, toeganklik via die Madre de Dios-rivier (Fig. 2A). Ons het twee terreine sonder enige mynbou gekies (Boca Manu en Chilive, onderskeidelik ongeveer 100 en 50 km vanaf ASGM), hierna verwys as "afgeleë terreine". Ons het drie terreine binne die myngebied gekies, hierna na verwys as "Mynterreine", twee mynpersele in sekondêre woud naby die dorpe Boca Colorado en Laberinto, en een mynperseel in ongeskonde primêre woud. Los Amigos beskermingskonsessies. Neem asseblief kennis dat by die Boca Colorado en Laberinto terreine in hierdie myngebied, kwikdamp vrygestel is uit die verbranding van kwik-goud amalgaam is 'n gereelde voorkoms, maar die presiese ligging en hoeveelheid is onbekend aangesien hierdie aktiwiteite dikwels onwettig en klandestien is;ons sal mynbou en kwik kombineer. Daar word gesamentlik na verbranding van legerings as "ASGM-aktiwiteit" verwys. Gedurende die 2018 droë seisoen (Julie en Augustus 2018) en die 2018 reënseisoen (Desember 2018) in opruimings (ontbossingsgebiede heeltemal vry van houtagtige plante) en onder boomafdakke (bosgebiede) is ons Sedimentmonsters by vyf terreine en in Januarie 2019 geïnstalleer om onderskeidelik nat afsetting (n = 3) en penetrasieval (n = 4) te versamel. Neerslagmonsters is gedurende vier weke in die droë seisoen en twee tot drie weke in die reënseisoen. Gedurende die tweede jaar van droë seisoen monsterneming (Julie en Augustus 2019), het ons versamelaars (n = 4) in ses bykomende woud erwe in Los Amigos geïnstalleer vir vyf weke, gebaseer op die hoë afsettingskoerse gemeet in die eerste jaar, Daar is 'n totaal van 7 woudpersele en 1 ontbossingsperseel vir Los Amigos.Die afstand tussen persele was 0,1 tot 2,5 km.Ons het een GPS-wegpunt per plot ingesamel deur 'n handheld Garmin GPS te gebruik.
Ons het passiewe lugmonsters vir kwik by elk van ons vyf liggings ontplooi gedurende die 2018 droë seisoen (Julie-Augustus 2018) en die 2018 reënseisoen (Desember 2018-Januarie 2019) vir twee maande (PAS). Een PAS-monsternemer is per terrein ontplooi. gedurende die droë seisoen en twee PAS monsternemers is ontplooi gedurende die reënseisoen.PAS (ontwikkel deur McLagan et al. 63) versamel gasvormige elementêre kwik (GEM) deur passiewe diffusie en adsorpsie op 'n swael-geïmpregneerde koolstof sorbens (HGR-AC) d.m.v. 'n Radiello© diffusieversperring. Die diffusieversperring van PAS dien as 'n versperring teen die deurgang van gasvormige organiese kwikspesies;daarom word slegs GEM aan koolstof 64 geadsorbeer.Ons het plastiekkabelbinders gebruik om die PAS aan 'n paal ongeveer 1 m bo die grond vas te maak.Alle monsternemers is verseël met parafilm of in herseëlbare dubbellaag plastieksakke gestoor voor en na ontplooiing.Ons versamelde veldblanko en reisblanko PAS om kontaminasie wat tydens monsterneming, veldberging, laboratoriumberging en monstervervoer ingebring is, te bepaal.
Tydens die ontplooiing van al vyf monsternemingsplekke het ons drie neerslagversamelaars vir kwikanalise en twee versamelaars vir ander chemiese ontledings, en vier deurlaatversamelaars vir kwikanalise by die ontbossingsterrein geplaas.versamelaar, en twee versamelaars vir ander chemiese ontledings. Die versamelaars is een meter van mekaar af. Let daarop dat hoewel ons 'n konsekwente aantal versamelaars by elke perseel geïnstalleer het, het ons gedurende sommige versamelingsperiodes kleiner steekproefgroottes as gevolg van perseeloorstromings, menslike inmenging met versamelaars, en verbindingsfoute tussen buise en versamelbottels.By elke bos- en ontbossingsterrein het een versamelaar vir kwikanalise 'n 500-ml-bottel bevat, terwyl die ander 'n 250-mL-bottel bevat het;alle ander versamelaars vir chemiese ontleding het 'n 250-ml-bottel bevat. Hierdie monsters is verkoel gehou totdat dit vry is van die vrieskas, dan op ys na die Verenigde State verskeep, en dan gevries gehou tot ontleding. Die versamelaar vir kwikanalise bestaan uit 'n glastregter wat geslaag het deur 'n nuwe stireen-etileen-butadieen-stireen blok polimeer (C-Flex) buis met 'n nuwe poliëtileentereftalaat Ester copolyester glycol (PETG) bottel met 'n lus wat as 'n dampslot dien. By ontplooiing is alle 250 ml PETG bottels versuur. met 1 ml spoormetaalgraad soutsuur (HCl) en al 500 ml PETG bottels is versuur met 2 ml spoormetaalgraad HCl. Die versamelaar vir ander chemiese ontledings bestaan uit 'n plastiektregter wat aan 'n poliëtileenbottel gekoppel is via nuwe C-Flex buise met 'n lus wat as 'n dampslot dien. Alle glas tregters, plastiek tregters en poliëtileen bottels is suur gewas voor ontplooiing. Ons het monsters versamel deur gebruik te maak van die skoon hande-vuil hande protokol (EPA Metode 1669), gehou samples so koud as moontlik tot terugkeer na die Verenigde State, en dan gestoor monsters by 4 ° C tot ontleding. Vorige studies met behulp van hierdie metode het getoon 90-110% herstel vir laboratorium spasies onder die opsporing limiet en standaard spykers37.
By elk van die vyf terreine het ons blare versamel as blaredakblare, blaarmonsters, vars rommel en grootmaat rommel met behulp van die skoon-hande-vuil-hande-protokol (EPA Metode 1669) versamel. Alle monsters is onder 'n versamellisensie van SERFOR versamel. , Peru, en onder 'n USDA-invoerlisensie in die Verenigde State ingevoer. Ons het blaredakblare versamel van twee boomspesies wat op alle terreine gevind is: 'n opkomende boomspesie (Ficus insipida) en 'n mediumgrootte boom (Inga feuilleei). Ons het blare versamel. van boomdakke met behulp van die Notch Big Shot slingervel gedurende die 2018 droë seisoen, die 2018 reënseisoen en die 2019 droë seisoen (n = 3 per spesie). Ons het blaargryp monsters (n = 1) versamel deur blare van elke perseel te versamel vanaf takke minder as 2 m bo die grond gedurende die 2018 droë seisoen, die 2018 reënseisoen en die 2019 droë seisoen. In 2019 het ons ook blaargryp monsters (n = 1) van 6 addisionele woudpersele in Los Amigos versamel. vars rommel (“bulk rommel”) in plastiekmaas-gevoerde mandjies(n = 5) gedurende die 2018 reënseisoen by al vyf woudpersele en gedurende die 2019 droë seisoen by die Los Amigos plot (n = 5). , was ons steekproefgrootte kleiner as gevolg van oorstroming van die terrein en menslike inmenging met die versamelaars. Alle vullismandjies word binne een meter van die waterversamelaars geplaas. Ons het grootmaat rommel as grond rommelmonsters ingesamel gedurende die 2018 droë seisoen, die 2018 reënseisoen, en die 2019 droë seisoen. Gedurende die droë seisoen van 2019 het ons ook 'n groot hoeveelheid rommel oor al ons Los Amigos erwe versamel. Ons het alle blaarmonsters verkoel totdat dit met 'n vrieskas gevries kon word, en dan na die VSA op ys gestuur, en dan gevries gestoor tot verwerking.
Ons het grondmonsters in drievoud (n = 3) van al vyf terreine (oop en afdak) en die Los Amigos-perseel tydens die 2019 droë seisoen tydens al drie seisoenale gebeurtenisse versamel. Alle grondmonsters is binne een meter van die neerslagversamelaars afgeneem. het grondmonsters as bogrond onder die rommellaag (0–5 cm) met behulp van 'n grondmonsternemer versamel. Boonop het ons gedurende die 2018 droë seisoen grondkerne van tot 45 cm diep versamel en dit in vyf diepte segmente verdeel. By Laberinto kon ons Versamel net een grondprofiel omdat die watertafel naby die grondoppervlak is. Ons het alle monsters versamel deur gebruik te maak van die skoon hand-vuil hand protokol (EPA Metode 1669). Ons het alle grondmonsters verkoel totdat dit met 'n vrieskas gevries kon word, en dan gestuur op ys na die Verenigde State, en dan gevries gestoor tot verwerking.
Gebruik misneste wat teen dagbreek en skemer gestel is om voëls te vang gedurende die koelste tye van die dag. In die Los Amigos-reservaat het ons vyf misneste (1,8 × 2,4) op nege plekke geplaas. By die Cocha Cashu Bio-stasie het ons 8 tot 10 misneste (12 x 3,2 m) op 19 plekke. Op beide staanplekke het ons elke voël se eerste sentrale stertveer versamel, of indien nie, die volgende oudste veer. Ons bêre vere in skoon Ziploc-sakke of manila-koeverte met silikoon. Ons het versamel fotografiese rekords en morfometriese metings om spesies volgens Schulenberg65 te identifiseer. Beide studies is ondersteun deur SERFOR en toestemming van die Dierenavorsingsraad (IACUC). Toe ons voëlveer Hg-konsentrasies vergelyk het, het ons daardie spesies ondersoek wie se vere by die Los Amigos Conservation Concession versamel is en die Cocha Cashu Biologiese Stasie (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Om die Leaf Area Index (LAI) te bepaal, is lidar-data ingesamel met behulp van die GatorEye Unmanned Aerial Laboratory, 'n sensorsamesmelting onbemande lugstelsel (sien www.gatoreye.org vir besonderhede, ook beskikbaar met behulp van die "2019 Peru Los Friends" Junie-skakel ) 66.Die lidar is in Junie 2019 by Los Amigos-bewaringsbewaring versamel, met 'n hoogte van 80 m, 'n vlugspoed van 12 m/s, en 'n afstand van 100 m tussen aangrensende roetes, sodat die dekkingskoers vir sywaartse afwyking 75 bereik het. %.Die digtheid van punte versprei oor die vertikale woudprofiel oorskry 200 punte per vierkante meter.Die vlugarea oorvleuel met alle monsternemingsgebiede in Los Amigos gedurende die 2019 droë seisoen.
Ons het die totale Hg-konsentrasie van PAS-versamelde GEM's gekwantifiseer deur termiese desorpsie, samesmelting en atoomabsorpsiespektroskopie (USEPA Metode 7473) deur 'n Hydra C-instrument (Teledyne, CV-AAS) te gebruik. Ons het CV-AAS gekalibreer deur die Nasionale Instituut van Standaarde te gebruik. en Tegnologie (NIST) Standaardverwysingsmateriaal 3133 (Hg-standaardoplossing, 10.004 mg g-1) met 'n opsporingslimiet van 0.5 ng Hg. Ons het deurlopende kalibrasieverifikasie (CCV) uitgevoer met behulp van NIST SRM 3133 en kwaliteitbeheerstandaarde (QCS) met behulp van NIST 1632e (bitumineuse steenkool, 135.1 mg g-1). Ons het elke monster in 'n ander boot verdeel, dit tussen twee dun lae natriumkarbonaat (Na2CO3) poeier geplaas en dit bedek met 'n dun laag aluminiumhidroksied (Al(OH) 3) poeier67.Ons het die totale HGR-AC-inhoud van elke monster gemeet om enige inhomogeniteit in die Hg-verspreiding in die HGR-AC-sorbent te verwyder. Daarom het ons die kwikkonsentrasie vir elke monster bereken op grond van die som van die totale kwik gemeet deur elke vaartuig en diehele HGR-AC sorbent inhoud in die PAS. Gegewe dat slegs een PAS monster van elke perseel versamel is vir konsentrasie metings gedurende die 2018 droë seisoen, is metode kwaliteit beheer en versekering uitgevoer deur monsters te groepeer met moniteringsprosedure spasies, interne standaarde en matriks -gepas kriteria. Gedurende die 2018 reënseisoen het ons die metings van die PAS-monsters herhaal. Waardes is as aanvaarbaar beskou wanneer die relatiewe persentasie verskil (RPD) van die CCV en matriks-ooreenstemmende standaardmetings beide binne 5% van die aanvaarbare was waarde, en alle prosedurele spasies was onder die limiet van opsporing (BDL). Ons blanko-gekorrigeerde totale kwik gemeet in PAS met behulp van konsentrasies wat bepaal is vanaf veld- en tripblankes (0.81 ± 0.18 ng g-1, n = 5). Ons het GEM bereken. konsentrasies met behulp van die blanko-gekorrigeerde totale massa van geadsorbeerde kwik gedeel deur ontplooiingstyd en steekproeftempo (hoeveelheid lug om gasvormige kwik per eenheid tyd te verwyder;0,135 m3 dag-1)63,68, aangepas vir temperatuur en wind vanaf World Weather Online Gemiddelde temperatuur en windmetings verkry vir die Madre de Dios-streek68. Die standaardfout wat vir die gemete GEM-konsentrasies aangemeld word, is gebaseer op die fout van 'n eksterne standaard hardloop voor en na die monster.
Ons het watermonsters vir die totale kwikinhoud ontleed deur oksidasie met broomchloried vir ten minste 24 uur, gevolg deur tin(II)chloried vermindering en suiwering en vang analise, koue damp atoom fluoressensie spektroskopie (CVAFS), en gaschromatografie (GC) skeiding (EPA Metode) 1631 van die Tekran 2600 Outomatiese Total Mercury Analyzer, Ds. E). Ons het CCV op die 2018 droë seisoen monsters uitgevoer deur Ultra Scientific gesertifiseerde waterige kwik standaarde (10 μg L-1) en aanvanklike kalibrasie verifikasie (ICV) met behulp van NIST gesertifiseerde verwysingsmateriaal 1641D (kwik in water, 1.557 mg kg-1) ) met 'n opsporingslimiet van 0.02 ng L-1. Vir die 2018 nat seisoen en 2019 droë seisoen monsters het ons die Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1.0 ng L−1) gebruik ) vir kalibrasie en CCV en die SPEX Centriprep Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) multi-element vir ICV oplossing standaard 2 A met 'n deteksie limiet van 0,5 ng L-1.Alle standaarde herwin binne 15% van aanvaarbare waardes.Field spasies, spysverteringspasies en analitiese spasies is almal BDL's.
Ons het vir vyf dae grond- en blaarmonsters gevriesdroog. Ons het die monsters gehomogeniseer en dit vir totale kwik ontleed deur termiese ontbinding, katalitiese reduksie, samesmelting, desorpsie en atoomabsorpsiespektroskopie (EPA-metode 7473) op 'n Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA). -80).Vir die 2018 droëseisoenmonsters het ons DMA-80-toetse uitgevoer met behulp van NIST 1633c (vliegas, 1005 ng g-1) en die Nasionale Navorsingsraad van Kanada gesertifiseerde verwysingsmateriaal MESS-3 (mariene sediment, 91 ng g) -1).Kalibrasie.Ons het NIST 1633c vir CCV en MS en MESS-3 vir QCS gebruik met 'n opsporingslimiet van 0,2 ng Hg. Vir die 2018 nat seisoen en 2019 droë seisoen monsters het ons die DMA-80 gekalibreer deur die Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1.0) ng L−1). Ons het NIST Standaard Verwysingsmateriaal 2709a (San Joaquin grond, 1100 ng g-1) vir CCV en MS en DORM-4 (visproteïen, 410 ng g-1) vir QCS gebruik met 'n opsporingslimiet van 0.5 ng Hg.Vir alle seisoene het ons alle monsters in duplikaat en aanvaarde waardes ontleed toe die RPD tussen die twee monsters binne 10% was. Gemiddelde herwinnings vir alle standaarde en matrikspunte was binne 10% van aanvaarbare waardes, en alle spasies was BDL. Alle gerapporteerde konsentrasies is droë gewig.
Ons het metielkwik in watermonsters van al drie seisoenale aktiwiteite, blaarmonsters van die 2018 droë seisoen en grondmonsters van al drie seisoenale aktiwiteite ontleed. Ons het watermonsters met spoorgraad swaelsuur vir ten minste 24 uur,69 verteerde blare met 2 % kaliumhidroksied in metanol vir ten minste 48 uur by 55°C vir ten minste 70 uur, en verteer grond deur mikrogolfoond met spoormetaal-graad HNO3 suur71,72.Ons het die 2018 droë seisoen monsters ontleed deur wateretilering deur natriumtetraëtielboraat, suiwering en lokval, en CVAFS op 'n Tekran 2500 spektrometer (EPA metode 1630) te ontleed. Ons het Frontier Geosciences geakkrediteerde laboratorium MeHg standaarde en sediment QCS gebruik deur ERM CC5 te gebruik vir kalibrasie en kalibrasie en kalibrasie. 'n metode-opsporingslimiet van 0.2 ng L-1. Ons het die 2019-droëseisoenmonsters ontleed deur natriumtetra-etielboraat vir wateretilering, suiwering en lokval, CVAFS, GC en ICP-MS op 'n Agilent 770 (EPA-metode 1630)73 te gebruik. Brooks Rand Instruments metielkwik-standaarde (1 ng L−1) vir kalibrasie en CCV met 'n metode-opsporingslimiet van 1 pg. Alle standaarde is binne 15% van aanvaarbare waardes vir alle seisoene herstel en alle spasies was BDL.
By ons Biodiversity Institute Toxicology Laboratory (Portland, Maine, VSA), was die metode-opsporingslimiet 0,001 μg g-1. Ons het DMA-80 gekalibreer met DOLT-5 (hondvislewer, 0,44 μg g-1), CE-464 (5,24) μg g-1), en NIST 2710a (Montana-grond, 9.888 μg g-1). Ons gebruik DOLT-5 en CE-464 vir CCV en QCS. Gemiddelde herwinnings vir alle standaarde was binne 5% van aanvaarbare waardes, en alle spasies was BDL. Alle herhalings was binne 15% RPD. Alle gerapporteerde veer totale kwikkonsentrasies is vars gewig (fw).
Ons gebruik 0,45 μm membraanfilters om watermonsters te filtreer vir bykomende chemiese ontleding. Ons het watermonsters vir anione (chloried, nitraat, sulfaat) en katione (kalsium, magnesium, kalium, natrium) deur ioonchromatografie (EPA-metode 4110B) ontleed [USEPA, 2017a] met behulp van 'n Dionex ICS 2000 ioonchromatograaf. Alle standaarde wat binne 10% van aanvaarbare waardes herwin is en alle spasies was BDL. Ons gebruik die Thermofisher X-Series II om spoorelemente in watermonsters te ontleed deur induktief gekoppelde plasmamassaspektrometrie.Instrument kalibrasiestandaarde is voorberei deur reeksverdunning van gesertifiseerde waterstandaard NIST 1643f. Alle witspasies is BDL.
Alle vloede en poele wat in die teks en syfers gerapporteer word, gebruik gemiddelde konsentrasiewaardes vir die droë en reënseisoene. Sien Aanvullende Tabel 1 vir skattings van poele en vloede (gemiddelde jaarlikse vloede vir beide seisoene) deur gebruik te maak van die minimum en maksimum gemete konsentrasies gedurende die droë en reënseisoene. Ons het boskwikvloede vanaf die Los Amigos-bewaringskonsessie bereken as opgesomde kwik-insette deur druppel en rommel. Ons het Hg-vloede van ontbossing uit grootmaat neerslag Hg-neerslag bereken. Deur daaglikse reënvalmetings vanaf Los Amigos (versamel as deel van EBLA) en beskikbaar by ACCA op aanvraag), het ons die gemiddelde kumulatiewe jaarlikse reënval oor die afgelope dekade (2009-2018) bereken as ongeveer 2500 mm jr-1. Let daarop dat in die 2018 kalenderjaar, die jaarlikse reënval naby aan hierdie gemiddelde is ( 2468mm), terwyl die natste maande (Januarie, Februarie en Desember) ongeveer die helfte van die jaarlikse reënval uitmaak (1288mm van 2468mm).Ons gebruik dus die gemiddelde van nat- en droëseisoenkonsentrasies in alle vloed- en swembadberekeninge. Dit stel ons ook in staat om nie net die verskil in neerslag tussen nat en droë seisoene in ag te neem nie, maar ook die verskil in ASGM-aktiwiteitsvlakke tussen hierdie twee seisoene. literatuurwaardes van gerapporteerde jaarlikse kwikvloeie uit tropiese woude wissel tussen groeiende kwikkonsentrasies vanaf droë en reënseisoene of slegs vanaf droë seisoene, wanneer ons berekende vloede met literatuurwaardes vergelyk word, vergelyk ons ons berekende kwikvloeie direk, terwyl 'n ander studie monsters geneem het in beide die droë en nat seisoene, en herskat ons vloede met slegs droë-seisoen kwikkonsentrasies toe 'n ander studie slegs in die droë seisoen monsters geneem het (bv. 74).
Om die jaarlikse totale kwikinhoud van regdeur reënval, grootmaatreënval en rommel in Los Amigos te bepaal, het ons die verskil tussen die droë seisoen (gemiddeld van alle Los Amigos-terreine in 2018 en 2019) en die reënseisoen (gemiddeld van 2018) gemiddelde totaal gebruik kwikkonsentrasie.Vir totale kwikkonsentrasies by ander plekke is die gemiddelde konsentrasies tussen die 2018 droë seisoen en die 2018 reënseisoen gebruik.Vir metielkwikvragte het ons data van die droë seisoen van 2018 gebruik, die enigste jaar waarvoor metielkwik gemeet is. Om rommelkwikvloede te skat, het ons literatuurskattings gebruik van rommelhoeveelhede en kwikkonsentrasies wat versamel is van blare in vullismandjies by 417 g m-2 jr-1 in die Peruaanse Amasone. Vir die grond Hg-poel in die boonste 5 cm van die grond, ons het die gemete totale grond Hg (2018 en 2019 droë seisoene, 2018 reënseisoen) en MeHg konsentrasies in die 2018 droë seisoen gebruik, met 'n geskatte massadigtheid van 1,25 g cm-3 in die Brasiliaanse Amasone75. Ons kan slegs pvoer hierdie begrotingsberekeninge uit by ons hoofstudieterrein, Los Amigos, waar langtermynreënvaldatastelle beskikbaar is, en waar die volledige woudstruktuur die gebruik van voorheen versamelde rommelskattings moontlik maak.
Ons verwerk lidar-vluglyne deur die GatorEye multiskaal naverwerkingswerkvloei te gebruik, wat outomaties skoon saamgevoegde puntwolk- en rasterprodukte bereken, insluitend digitale hoogtemodelle (DEM's) teen 'n resolusie van 0,5 × 0,5 m. Ons het DEM en skoongemaakte lidarpuntwolke (WGS-84, UTM) gebruik. 19S Meters) as invoer na die GatorEye Leaf Area Density (G-LAD) werkvloei, wat gekalibreerde blaaroppervlakteskattings vir elke voxel (m3) (m2) oor die grond aan die bokant van die blaredak bereken teen 'n resolusie van 1 × 1 × 1 m, en die afgeleide LAI (som van LAD binne elke 1 × 1 m vertikale kolom). Die LAI-waarde van elke geplotte GPS-punt word dan onttrek.
Ons het alle statistiese ontledings uitgevoer deur gebruik te maak van R weergawe 3.6.1 statistiese sagteware76 en alle visualisasies met behulp van ggplot2. Ons het statistiese toetse uitgevoer met behulp van 'n alfa van 0.05. Die verhouding tussen twee kwantitatiewe veranderlikes is geassesseer deur gebruik te maak van gewone kleinste kwadrate regressie. Ons het vergelykings gedoen tussen webwerwe deur gebruik te maak van die nie-parametriese Kruskal-toets en paarsgewyse Wilcox-toets.
Alle data wat in hierdie manuskrip ingesluit is, kan gevind word in die Aanvullende Inligting en verwante datalêers. Die Conservación Amazónica (ACCA) verskaf neerslagdata op versoek.
Natural Resources Defence Council.Artisanal Gold: Opportunities for Responsible Investment – Summary.Investing in Artisanal Gold Summary v8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/investing-artisanal-gold-summary.pdf (2016).
Asner, GP & Tupayachi, R. Versnelde verlies van beskermde woude as gevolg van goudmynbou in die Peruaanse Amasone.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017).
Espejo, JC et al. Ontbossing en woudegradasie van goudmynbou in die Peruaanse Amasone: 'n 34-jaar vooruitsig. Remote Sensing 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. et al.Die uitbreiding van kunsmatige mere vererger kwikbesoedeling deur goudmynbou.wetenskap.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Verhoogde watervlakke en seisoenale inversies van riviergesuspendeerde sedimente in tropiese biodiversiteit-brandpunte as gevolg van ambagsmatige goudmynbou.Process.National Academy of Sciences.science.US 116, 23936–23941 (2019).
Abe, CA et al. Modellering van die uitwerking van grondbedekkingsverandering op sedimentkonsentrasies in die goudmynbou Amasone-bekken.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).
Postyd: 24 Februarie 2022