Rừng Amazon có mức độ ô nhiễm thủy ngân cao trong khí quyển do khai thác vàng thủ công

Cảm ơn bạn đã ghé thăm Nature.com. tiếp tục hỗ trợ, chúng tôi sẽ hiển thị trang web không có kiểu và JavaScript.
Phát thải thủy ngân từ việc khai thác vàng thủ công và quy mô nhỏ trên khắp bán cầu nam vượt qua quá trình đốt than trở thành nguồn thủy ngân lớn nhất thế giới. Các mỏ vàng nhận được lượng thủy ngân đầu vào cực cao, với lượng thủy ngân tổng số và metyl tăng cao trong khí quyển, tán lá và đất. Chúng tôi ghi lại sự tích tụ thủy ngân đáng kể trong đất, sinh khối và các loài chim biết hót thường trú ở một số khu vực được bảo vệ và đa dạng sinh học nhất của Amazon, đặt ra những câu hỏi quan trọng về việc ô nhiễm thủy ngân hạn chế các nỗ lực bảo tồn hiện đại và tương lai như thế nào đối với các hệ sinh thái nhiệt đới này. .
Một thách thức ngày càng tăng đối với các hệ sinh thái rừng nhiệt đới là khai thác vàng thủ công và quy mô nhỏ (ASGM). là một sinh kế quan trọng cho các cộng đồng địa phương, nó dẫn đến nạn phá rừng trên diện rộng2,3, chuyển đổi rừng rộng rãi thành ao nuôi4, hàm lượng phù sa cao ở các con sông gần đó5,6, và là yếu tố chính góp phần vào bầu khí quyển toàn cầu. Phát thải thủy ngân (Hg) và lớn nhất các nguồn thủy ngân nước ngọt 7. Nhiều địa điểm ASGM tăng cường nằm ở các điểm nóng đa dạng sinh học toàn cầu, dẫn đến mất tính đa dạng8, mất các loài nhạy cảm9 và con người10,11,12 và động vật ăn thịt đỉnh 13, 14 tiếp xúc với thủy ngân cao. Ước tính khoảng 675–1000 tấn Hg yr-1 bị bay hơi và thải vào bầu khí quyển toàn cầu từ các hoạt động ASGM hàng năm7.lượng phát thải thủy ngân trong khí quyển từ phía bắc toàn cầu đến phía nam toàn cầu, với các tác động đối với số phận, cách vận chuyển và phơi nhiễm thủy ngân.
Công ước Minamata quốc tế về thủy ngân có hiệu lực vào năm 2017 và Điều 7 đề cập cụ thể đến lượng phát thải thủy ngân từ khai thác vàng thủ công và quy mô nhỏ. Trong ASGM, thủy ngân nguyên tố lỏng được thêm vào trầm tích hoặc quặng để tách vàng. cô đặc vàng và giải phóng thủy ngân nguyên tố dạng khí (GEM; Hg0) vào khí quyển. Các thợ mỏ để giảm lượng phát thải thủy ngân. Tính đến thời điểm này vào năm 2021, 132 quốc gia, bao gồm cả Peru, đã ký Công ước Minamata và bắt đầu phát triển các kế hoạch hành động quốc gia để giải quyết cụ thể việc giảm phát thải thủy ngân liên quan đến ASGM. bao trùm, bền vững và tổng thể, có tính đến các yếu tố thúc đẩy kinh tế xã hội và các hiểm họa môi trường 15,16,17,18.Các kế hoạch hiện tại để giải quyết hậu quả của thủy ngân trong môi trường tập trung vào rủi ro thủy ngân liên quan đến khai thác vàng thủ công và quy mô nhỏ gần các hệ sinh thái thủy sinh, liên quan đến những người khai thác và những người sống gần đốt hỗn hống và các cộng đồng tiêu thụ một lượng lớn cá săn mồi. thông qua việc hít phải hơi thủy ngân từ quá trình đốt cháy hỗn hống, phơi nhiễm thủy ngân trong chế độ ăn khi ăn cá và tích lũy sinh học thủy ngân trong lưới thức ăn thủy sản là trọng tâm của hầu hết các nghiên cứu khoa học liên quan đến ASGM, bao gồm cả ở Amazon.Các nghiên cứu trước đây (ví dụ, xem Lodenius và Malm19).
Các hệ sinh thái trên cạn cũng có nguy cơ phơi nhiễm thủy ngân từ ASGM. Hg trong khí quyển được giải phóng từ ASGM do GEM có thể quay trở lại cảnh quan trên cạn thông qua ba con đường chính20 (Hình 1): GEM có thể bị hấp phụ vào các hạt trong khí quyển, sau đó bị chặn bề mặt;GEM có thể được thực vật hấp thụ trực tiếp và kết hợp vào các mô của chúng;cuối cùng, GEM có thể bị oxy hóa thành các loài Hg (II), có thể được lắng đọng khô, hấp thụ vào các hạt khí quyển hoặc cuốn theo nước mưa. Lượng mưa tương ứng. Sự lắng đọng của chúng có thể được xác định bằng thông lượng thủy ngân trong trầm tích được thu thập trong không gian mở. Sự lắng đọng khô có thể được xác định bằng tổng của thông lượng thủy ngân trong lớp rác và lưu lượng thủy ngân trong mùa thu trừ đi thông lượng thủy ngân trong lượng mưa. đã ghi nhận sự làm giàu thủy ngân trong các hệ sinh thái trên cạn và dưới nước gần với hoạt động ASGM (ví dụ, xem bảng tóm tắt trong Gerson và cộng sự 22), có thể là kết quả của cả thủy ngân trầm tích đầu vào và giải phóng thủy ngân trực tiếp. sự lắng đọng thủy ngân gần ASGM có thể là do sự đốt cháy hỗn hợp vàng - thủy ngân, vẫn chưa rõ Hg này được vận chuyển như thế nào trong cảnh quan khu vực và tầm quan trọng tương đối của sự lắng đọng khác nhaucác con đường gần ASGM.
Thủy ngân phát ra dưới dạng thủy ngân nguyên tố thể khí (GEM; Hg0) có thể được lắng đọng vào cảnh quan thông qua ba con đường khí quyển. Thứ hai, GEM có thể hấp thụ vật chất dạng hạt trong khí quyển (Hgp), được chặn bởi tán lá và rửa trôi vào cảnh quan thông qua các thác nước cùng với ion Hg bị chặn. Thứ ba, GEM có thể được hấp thụ vào mô lá, trong khi Hg được lắng đọng trong Cùng với nước rơi và rác thải được coi là một ước tính về tổng lượng thủy ngân lắng đọng.Mặc dù GEM cũng có thể khuếch tán và hấp phụ trực tiếp vào đất và rác77, đây có thể không phải là con đường chính để thủy ngân xâm nhập vào các hệ sinh thái trên cạn.
Chúng tôi kỳ vọng nồng độ thủy ngân nguyên tố ở thể khí sẽ giảm theo khoảng cách từ các nguồn phát xạ thủy ngân. Vì hai trong ba con đường lắng đọng thủy ngân vào cảnh quan (qua ngã và rác) phụ thuộc vào tương tác của thủy ngân với bề mặt thực vật, chúng tôi cũng có thể dự đoán tốc độ thủy ngân là lắng đọng vào các hệ sinh thái và mức độ nghiêm trọng đối với động vật Nguy cơ tác động được xác định bởi cấu trúc thảm thực vật, thể hiện qua các quan sát trong các khu rừng ôn đới và rừng ôn đới ở vĩ độ bắc23. và mức độ phong phú tương đối của diện tích lá phơi nhiễm rất khác nhau. nghiên cứu, chúng tôi đặt những câu hỏi sau: (1) Làm thế nào để nồng độ thủy ngân nguyên tố ở thể khí vàCác con đường lắng đọng thay đổi tùy theo mức độ gần của ASGM và chỉ số diện tích lá của tán khu vực? (2) Việc lưu trữ thủy ngân trong đất có liên quan đến đầu vào khí quyển không? (3) Có bằng chứng về sự tích tụ sinh học thủy ngân cao ở các loài chim biết hót sống trong rừng gần ASGM không? là người đầu tiên kiểm tra đầu vào lắng đọng thủy ngân gần hoạt động ASGM và độ che phủ của tán cây tương quan như thế nào với các mô hình này và là người đầu tiên đo nồng độ metyl thủy ngân (MeHg) trong cảnh quan Amazon của Peru. thủy ngân và metyl thủy ngân trong lá cây, thảm mục và đất trong rừng và các sinh cảnh bị chặt phá dọc theo một đoạn dài 200 km của sông Madre de Dios ở đông nam Peru. các yếu tố thúc đẩy nồng độ Hg trong khí quyển (GEM) và lắng đọng Hg ướt (lượng mưa cao).Cấu trúc tán cây, 21,24, chúng tôi cũng kỳ vọng các khu vực có rừng sẽ có lượng thủy ngân đầu vào cao hơn so với các khu vực bị phá rừng lân cận, do chỉ số diện tích lá cao và khả năng thu giữ thủy ngân, một điểm đặc biệt đáng lo ngại. sống trong các khu rừng gần các thị trấn khai thác mỏ có mức thủy ngân cao hơn so với động vật sống xa khu vực khai thác.
Các cuộc điều tra của chúng tôi diễn ra tại tỉnh Madre de Dios ở vùng Amazon phía đông nam Peru, nơi có hơn 100.000 ha rừng đã bị phá để tạo thành ASGM3 phù sa tiếp giáp, và đôi khi bên trong các vùng đất được bảo vệ và khu bảo tồn quốc gia. khai thác dọc theo các con sông ở khu vực phía tây Amazon này đã tăng đáng kể trong thập kỷ qua25 và dự kiến ​​sẽ tăng với giá vàng cao và tăng cường kết nối với các trung tâm đô thị thông qua các tuyến đường cao tốc xuyên đại dương Các hoạt động sẽ tiếp tục 3. , cách ASGM khoảng 100 và 50 km tương ứng) - sau đây được gọi là “địa điểm xa” - và ba địa điểm trong khu vực khai thác - sau đây được gọi là địa điểm khai thác “địa điểm xa” ”(Hình 2A). các địa điểm nằm trong rừng thứ sinh gần các thị trấn Boca Colorado và La Bellinto, và một địa điểm khai thác nằm trong một khu rừng già nguyên vẹn ở Bảo tàng Los AmigosLưu ý rằng tại các mỏ Boca Colorado và Laberinto của mỏ, hơi thủy ngân thoát ra từ quá trình đốt cháy hỗn hống vàng - thủy ngân thường xuyên xảy ra, nhưng vị trí và số lượng chính xác vẫn chưa được biết vì những hoạt động này thường không chính thức và bí mật;chúng tôi sẽ kết hợp giữa khai thác và thủy ngân Đốt hợp kim được gọi chung là “hoạt động ASGM”. Tại mỗi địa điểm, chúng tôi lắp đặt thiết bị lấy mẫu trầm tích trong cả mùa khô và mùa mưa ở các khu vực làm sạch (khu vực phá rừng hoàn toàn không có cây gỗ) và dưới tán cây (rừng các khu vực) trong tổng số ba sự kiện theo mùa (mỗi sự kiện kéo dài 1-2 tháng)) Sự lắng đọng ẩm ướt và sự xâm nhập được thu thập riêng biệt, và các thiết bị lấy mẫu không khí thụ động được triển khai trong không gian mở để thu thập GEM. tỷ lệ được đo trong năm đầu tiên, chúng tôi đã cài đặt người thu gom trên sáu lô rừng bổ sung ở Los Amigos.
Bản đồ của 5 điểm lấy mẫu được thể hiện dưới dạng vòng tròn màu vàng. 2 địa điểm (Boca Manu, Chilive) nằm ở các khu vực xa khai thác vàng thủ công và 3 địa điểm (Los Amigos, Boca Colorado và Laberinto) nằm trong các khu vực bị ảnh hưởng bởi hoạt động khai thác , với các thị trấn khai thác được hiển thị dưới dạng hình tam giác màu xanh. Hình minh họa cho thấy một khu vực rừng và rừng bị phá hủy điển hình bị ảnh hưởng bởi hoạt động khai thác. phải) .B Nồng độ thủy ngân nguyên tố dạng khí (GEM) tại mỗi địa điểm trong mùa khô 2018 (n = 1 mẫu độc lập trên mỗi địa điểm; ký hiệu hình vuông) và mùa mưa (n = 2 mẫu độc lập; ký hiệu hình vuông) theo mùa.C Tổng nồng độ thủy ngân trong lượng mưa thu thập được trong các khu vực rừng (ô màu xanh lá cây) và phá rừng (ô màu nâu) trong mùa khô năm 2018. Đối với tất cả các ô vuông, các đường biểu thị trung vị, ô hiển thị Q1 và Q3, râu đại diện cho 1,5 lần phạm vi liên phần (n =5 mẫu độc lập trên mỗi điểm rừng, n = 4 mẫu độc lập cho mỗi mẫu điểm phá rừng) .D Tổng nồng độ thủy ngân trong lá thu thập từ tán của Ficus insipida và Inga feuillei trong mùa khô năm 2018 (trục trái;biểu tượng hình vuông màu xanh lá cây đậm và hình tam giác màu xanh lục nhạt tương ứng) và từ đống rác trên mặt đất (trục bên phải; ký hiệu hình tròn màu xanh ô liu). n = 1 mẫu độc lập cho lứa) .E Tổng nồng độ thủy ngân trong lớp đất mặt (0-5 cm trên cùng) được thu thập trong các khu vực rừng (ô xanh) và phá rừng (ô nâu) trong mùa khô năm 2018 (n = 3 mẫu độc lập cho mỗi điểm ). Dữ liệu cho các mùa khác được thể hiện trong Hình 1.S1 và S2.
Nồng độ thủy ngân trong khí quyển (GEM) phù hợp với dự đoán của chúng tôi, với các giá trị cao xung quanh hoạt động ASGM — đặc biệt là xung quanh các thị trấn đốt hỗn hợp vàng Hg — và giá trị thấp ở các khu vực xa khu vực khai thác đang hoạt động (Hình 2B). các khu vực hẻo lánh, nồng độ GEM thấp hơn nồng độ nền trung bình toàn cầu ở Nam bán cầu khoảng 1 ng m-326. Ngược lại, nồng độ GEM ở cả ba mỏ cao hơn 2-14 lần so với các mỏ ở xa và nồng độ ở các mỏ lân cận ( lên đến 10,9 ng m-3) so với ở khu vực thành thị và thành thị, và đôi khi vượt quá mức ở Hoa Kỳ, các Khu công nghiệp ở Trung Quốc và Hàn Quốc 27. nguồn chính của thủy ngân trong khí quyển tăng cao ở vùng Amazon xa xôi này.
Mặc dù nồng độ GEM trong các khu vực phân cắt được theo dõi gần với hoạt động khai thác, nhưng tổng nồng độ thủy ngân trong các thác nước xuyên qua phụ thuộc vào mức độ gần khu vực khai thác và cấu trúc tán rừng. nồng độ thủy ngân trong các khu rừng trưởng thành còn nguyên vẹn trong khu vực khai thác (Hình 2C). Bảo tồn Los Amigos có nồng độ trung bình cao nhất của tổng thủy ngân trong mùa khô (khoảng: 18-61 ng L-1) được báo cáo trong tài liệu và có thể so sánh được đến mức đo được tại các địa điểm bị ô nhiễm do khai thác chu sa và đốt than công nghiệp.Sự khác biệt, 28 ở Quý Châu, Trung Quốc. Theo hiểu biết của chúng tôi, các giá trị này đại diện cho lưu lượng thủy ngân thông qua hàng năm tối đa được tính toán bằng cách sử dụng nồng độ thủy ngân mùa khô và mùa mưa và tốc độ kết tủa (71 µg m-2 yr-1; Bảng bổ sung 1). Hai địa điểm khai thác khác không có mức tổng thủy ngân cao hơn so với các địa điểm xa (khoảng: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 yr-1). Ngoại trừ Hg, chỉ có nhôm và Mangan đã tăng sản lượng trong khu vực khai thác, có thể là do việc khai thác đất liên quan đến khai thác;tất cả các nguyên tố chính và vi lượng được đo khác không khác nhau giữa các khu vực khai thác và vùng sâu vùng xa (Tệp Dữ liệu Bổ sung 1), một phát hiện phù hợp với động lực học thủy ngân 29 ở lá và sự đốt cháy hỗn hống ASGM, chứ không phải là bụi trong không khí, là nguồn thủy ngân chính trong mùa thu thâm nhập .
Ngoài việc đóng vai trò là chất hấp phụ cho thủy ngân dạng hạt và dạng khí, lá cây có thể trực tiếp hấp thụ và tích hợp GEM vào các mô –0,22 µg g-1) đo được trong các tán lá còn sống từ cả ba địa điểm khai thác đều vượt quá các giá trị được công bố đối với rừng ôn đới, rừng núi và rừng núi cao ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Châu Á, cũng như các khu rừng A-ma-dôn khác ở Nam Mỹ, nằm ở Nam Mỹ.Các khu vực xa xôi và các nguồn điểm gần 32, 33, 34. Nồng độ tương đương với nồng độ được báo cáo đối với thủy ngân trên lá trong các khu rừng hỗn giao cận nhiệt đới ở Trung Quốc và rừng Đại Tây Dương ở Brazil (Hình 2D) 32,33,34. Theo mô hình GEM, mức cao nhất Tổng nồng độ thủy ngân trong các lớp rác và lá tán lớn được đo trong các khu rừng thứ sinh trong khu vực khai thác. Báo cáo của Peru là Amazon 35 theo Hg đo được trong lứa (trung bình giữa mùa mưa và mùa khô) (Hình 3A). Đầu vào này cho thấy rằng sự gần gũi với các khu vực khai thác và độ che phủ của tán cây là những yếu tố góp phần đáng kể vào tải trọng thủy ngân trong ASGM ở khu vực này.
Dữ liệu được hiển thị trong khu vực rừng A và khu vực mất rừng B. Các khu vực bị phá rừng ở Los Amigos là các khu vực trạm thực địa chiếm một phần nhỏ của tổng số đất. từ 0-5 cm trên cùng của đất, các hồ được thể hiện dưới dạng vòng tròn và được biểu thị bằng μg m-2. Phần trăm thể hiện phần trăm thủy ngân có trong hồ hoặc dòng chảy ở dạng metylmercury. và mùa mưa (2018) cho tổng lượng thủy ngân thông qua lượng mưa, lượng mưa lớn và lượng rác, để ước tính quy mô tải lượng thủy ngân. Dữ liệu về thủy ngân dựa trên mùa khô 2018, năm duy nhất mà nó được đo. Mối quan hệ giữa tổng nồng độ thủy ngân và chỉ số diện tích lá trong tám lô của Khu bảo tồn Los Amigos, dựa trên hồi quy bình phương nhỏ nhất thông thường. Mối quan hệ giữa tổng nồng độ thủy ngân trong lượng mưa và tổngNồng độ thủy ngân trên đất bề mặt cho tất cả năm vị trí trong khu vực rừng (hình tròn xanh) và phá rừng (hình tam giác nâu), theo hồi quy bình phương nhỏ nhất thông thường (thanh lỗi hiển thị độ lệch chuẩn).
Bằng cách sử dụng dữ liệu về lượng mưa và lượng rác trong thời gian dài, chúng tôi có thể mở rộng các phép đo mức độ thâm nhập và hàm lượng thủy ngân trong rác từ ba chiến dịch để cung cấp ước tính về thông lượng thủy ngân trong khí quyển hàng năm cho Nhượng bộ bảo tồn Los Amigos (thâm nhập + lượng rác + lượng mưa) cho Một ước tính sơ bộ Chúng tôi nhận thấy rằng thông lượng thủy ngân trong khí quyển ở các khu bảo tồn rừng lân cận với hoạt động ASGM cao hơn 15 lần so với các khu vực bị phá rừng xung quanh (137 so với 9 µg Hg m-2 yr-1; Hình 3 A, B). ước tính mức thủy ngân ở Los Amigos vượt quá thông lượng thủy ngân được báo cáo trước đây gần các nguồn thủy ngân điểm trong các khu rừng ở Bắc Mỹ và Châu Âu (ví dụ như đốt than), và có thể so sánh với giá trị ở Trung Quốc công nghiệp 21,36. % tổng lượng thủy ngân lắng đọng trong các khu rừng được bảo vệ của Los Amigos được tạo ra bởi sự lắng đọng khô (sự xâm nhập + chất thải - lượng thủy ngân kết tủa), một mức đóng góp cao hơn nhiều so với hầu hết các khu rừng khácCác kết quả này làm nổi bật mức độ cao của thủy ngân xâm nhập vào rừng do lắng đọng khô từ ASGM và tầm quan trọng của tán rừng trong việc loại bỏ thủy ngân có nguồn gốc ASGM khỏi khí quyển. hoạt động không chỉ có ở Peru.
Ngược lại, các khu vực bị chặt phá rừng ở các khu vực khai thác mỏ có mức thủy ngân thấp hơn, chủ yếu là do lượng mưa lớn, với lượng thủy ngân đầu vào rất ít qua mùa thu và rác thải. ). Nồng độ mean (khoảng: 1,5–9,1 ng L-1) của tổng lượng thủy ngân trong lượng mưa hàng loạt vào mùa khô thấp hơn các giá trị được báo cáo trước đây ở Adirondacks của New York37 và nói chung là thấp hơn so với ở các vùng xa xôi của A-ma-dôn38. lượng mưa đầu vào khối lượng lớn của Hg thấp hơn (8,6-21,5 µg Hg m-2 yr-1) trong khu vực bị phá rừng lân cận so với GEM, các mô hình nồng độ chất thải và chất thải của khu vực khai thác và không phản ánh sự gần gũi với khu khai thác Bởi vì ASGM đòi hỏi phải phá rừng, 2,3 khu vực bị phá nơi tập trung các hoạt động khai thác có lượng thủy ngân đầu vào thấp hơn từ sự lắng đọng trong khí quyển so với các khu vực có rừng gần đó, mặc dù lượng ASGM thải ra trực tiếp ngoài khí quyển (chẳng hạns thủy ngân nguyên tố tràn hoặc chất thải) có khả năng rất cao.Cao 22.
Những thay đổi về thông lượng thủy ngân quan sát được ở Peruvian Amazon là do sự khác biệt lớn trong và giữa các địa điểm trong mùa khô (rừng và nạn phá rừng) (Hình 2). Thông lượng Hg thấp trong mùa mưa (Hình bổ sung 1) Sự khác biệt theo mùa này (Hình 2B) có thể là do cường độ khai thác và sản xuất bụi cao hơn trong mùa khô. sản xuất, do đó làm tăng số lượng các hạt trong khí quyển hấp thụ thủy ngân. Thủy ngân và bụi sản sinh trong mùa khô có thể góp phần vào các mô hình thông lượng thủy ngân trong nạn phá rừng so với các khu vực có rừng của Khu tô giới bảo tồn Los Amigos.
Khi thủy ngân đầu vào từ ASGM ở Peruvian Amazon được lắng đọng vào các hệ sinh thái trên cạn chủ yếu thông qua tương tác với tán rừng, chúng tôi đã kiểm tra xem liệu mật độ tán cây cao hơn (tức là chỉ số diện tích lá) có dẫn đến lượng thủy ngân đầu vào cao hơn hay không. Nhượng quyền bảo tồn, chúng tôi thu thập giọt nước rơi từ 7 lô rừng có mật độ tán khác nhau, chúng tôi thấy rằng chỉ số diện tích lá là một yếu tố dự báo mạnh mẽ về tổng lượng thủy ngân đầu vào qua mùa thu, và tổng nồng độ thủy ngân trung bình qua mùa thu tăng theo chỉ số diện tích lá (Hình 3C Nhiều biến số khác cũng ảnh hưởng đến lượng thủy ngân đầu vào thông qua việc thả, bao gồm tuổi lá 34, độ nhám của lá, mật độ khí khổng, tốc độ gió39, nhiễu động, nhiệt độ và thời kỳ trước khô hạn.
Phù hợp với tỷ lệ lắng đọng thủy ngân cao nhất, lớp đất mặt (0-5 cm) của khu rừng Los Amigos có tổng nồng độ thủy ngân cao nhất (140 ng g-1 vào mùa khô 2018; Hình 2E). được làm giàu trên toàn bộ mặt cắt đất thẳng đứng đo được (khoảng 138–155 ng g-1 ở độ sâu 45 cm; Hình bổ sung 3). một thị trấn khai thác mỏ (Boca Colorado). Tại địa điểm này, chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng nồng độ cực cao có thể là do ô nhiễm cục bộ của thủy ngân nguyên tố trong quá trình nhiệt hạch, vì nồng độ không tăng ở độ sâu (> 5 cm). Mất khả năng thoát ra khỏi đất (tức là thủy ngân thải vào khí quyển) do độ che phủ của tán cây cũng có thể thấp hơn nhiều ở các khu vực có rừng so với các khu vực bị phá rừng40, cho thấy rằng một tỷ lệ đáng kể thủy ngân được lắng đọng để bảo tồn.Tổng số hồ chứa thủy ngân trong đất trong rừng nguyên sinh của Khu bảo tồn Los Amigos là 9100 μg Hg m-2 trong vòng 5 cm đầu tiên và hơn 80.000 μg Hg m-2 trong vòng 45 cm đầu tiên.
Vì lá chủ yếu hấp thụ thủy ngân trong khí quyển, chứ không phải thủy ngân trong đất, 30,31 và sau đó vận chuyển thủy ngân này vào đất bằng cách rơi xuống, có thể tỷ lệ lắng đọng cao của thủy ngân thúc đẩy các mô hình quan sát được trong đất. nồng độ thủy ngân trong lớp đất mặt và tổng nồng độ thủy ngân ở tất cả các khu vực rừng, trong khi không có mối quan hệ giữa thủy ngân trên lớp đất mặt và tổng nồng độ thủy ngân trong lượng mưa lớn ở các khu vực bị phá rừng (Hình 3D). tổng thông lượng thủy ngân trong các khu vực có rừng, nhưng không phải trong các khu vực phá rừng (các bể chứa thủy ngân trên lớp đất mặt và tổng lượng thủy ngân tổng lượng mưa).
Hầu như tất cả các nghiên cứu về ô nhiễm thủy ngân trên cạn liên quan đến ASGM đều bị giới hạn trong các phép đo tổng thủy ngân, nhưng nồng độ metyl thủy ngân xác định sinh khả dụng của thủy ngân và sự tích lũy và tiếp xúc chất dinh dưỡng sau đó. thường tin rằng đất cao nguyên có nồng độ metyl thủy ngân thấp hơn.Tuy nhiên, lần đầu tiên chúng tôi đã ghi nhận được nồng độ MeHg có thể đo được trong đất ở Amazonian gần ASGM, cho thấy rằng nồng độ MeHg cao vượt ra ngoài hệ sinh thái thủy sinh và vào môi trường trên cạn trong các khu vực bị ảnh hưởng bởi ASGM này , kể cả những nơi bị ngập trong mùa mưa.Đất và những nơi khô hạn quanh năm. Nồng độ thủy ngân cao nhất trong lớp đất mặt trong mùa khô 2018 xảy ra ở hai khu vực có rừng của mỏ (Khu bảo tồn Boca Colorado và Los Amigos; 1,4 ng MeHg g -1 1,4% Hg tính theo MeHg và 1,1 ng MeHg g-1, tương ứng, ở mức 0,79% Hg (tính theo MeHg). Vì tỷ lệ phần trăm thủy ngân ở dạng methylmercury này có thể so sánh với các vị trí trên cạn khác trên toàn thế giới (Hình bổ sung 4), nồng độ cao của methylmercury dường như là do tổng lượng Thủy ngân đầu vào cao và tổng lượng thủy ngân lưu trữ trong đất cao, thay vì chuyển hóa ròng thủy ngân vô cơ có sẵn thành metylmercury (Hình 5 bổ sung). Theo Các nghiên cứu khác đã báo cáo sản lượng thủy ngân cao hơn trong các cảnh quan ngập nước và khô cằntải thủy ngân tương tự.Mặc dù metylmercury Cho dù có nguy cơ độc hại đối với động vật hoang dã trên cạn gần các hoạt động khai thác vàng hay không vẫn còn được xác định, nhưng những khu rừng gần các hoạt động ASGM này có thể là điểm nóng về tích tụ sinh học thủy ngân trong lưới thức ăn trên cạn.
Ý nghĩa quan trọng và mới lạ nhất trong công việc của chúng tôi là ghi lại việc vận chuyển một lượng lớn thủy ngân vào các khu rừng lân cận với ASGM. được lưu trữ trong sinh khối và đất và có khả năng được giải phóng do thay đổi sử dụng đất4 và cháy rừng45,46. Amazon phía đông nam Peru là một trong những hệ sinh thái đa dạng sinh học nhất của các đơn vị phân loại động vật có xương sống và côn trùng trên Trái đất. rừng thúc đẩy đa dạng sinh học các loài chim48 và cung cấp các hốc cho nhiều loài sinh vật sống trong rừng49 Kết quả là hơn 50% diện tích Madre de Dios được coi là đất được bảo vệ hoặc khu bảo tồn quốc gia50. Khu bảo tồn quốc gia Tambopata đã phát triển đáng kể trong thập kỷ qua, dẫn đến một hành động cưỡng chế lớn (Operación Mercurio) của chính phủ PeruTuy nhiên, phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng sự phức tạp của các khu rừng làm nền tảng cho đa dạng sinh học ở Amazon khiến khu vực này rất dễ bị tổn thương do tải và lưu trữ thủy ngân trong các cảnh quan với lượng phát thải thủy ngân liên quan đến ASGM tăng lên, dẫn đến dòng chảy thủy ngân toàn cầu qua nước.Phép đo lượng thủy ngân cao nhất được báo cáo dựa trên ước tính sơ bộ của chúng tôi về thông lượng thủy ngân trong các lứa cây cao trong các khu rừng nguyên sinh gần ASGM. gần hoạt động ASGM, bao gồm cả vùng đệm, vì vậy những kết quả này phù hợp với rừng được bảo vệ và không được bảo vệ.Các khu rừng được bảo vệ cũng tương tự như vậy. các hình thức.liên quan đến tiềm năng.methylmercury, cho thấy các tác động khác nhau đối với các bể chứa thủy ngân toàn cầu và động vật hoang dã trên cạn tùy thuộc vào độ che phủ của rừng gần nơi khai thác.
Bằng cách cô lập thủy ngân trong khí quyển, các khu rừng nguyên vẹn gần khai thác vàng thủ công và quy mô nhỏ có thể làm giảm nguy cơ thủy ngân đối với các hệ sinh thái thủy sinh lân cận và các hồ chứa thủy ngân trong khí quyển toàn cầu. Hệ sinh thái thông qua cháy rừng, thoát hiểm và / hoặc dòng chảy tại Los Amigos, diện tích này gấp khoảng 7,5 lần tổng diện tích đất được bảo vệ và khu bảo tồn thiên nhiên ở vùng Madre de Dios (khoảng 4 triệu ha), nơi có tỷ lệ đất được bảo vệ lớn nhất ở bất kỳ tỉnh nào khác của Peru, và những nhiều diện tích đất rừng còn nguyên vẹn.Một phần nằm ngoài bán kính lắng đọng của ASGM và thủy ngân, do đó, sự cô lập thủy ngân trong các khu rừng nguyên vẹn không đủ để ngăn chặn thủy ngân có nguồn gốc ASGM xâm nhập vào các bể chứa thủy ngân trong khí quyển khu vực và toàn cầu, cho thấy tầm quan trọng của việc giảm phát thải thủy ngân ASGM. Thủy ngân được lưu trữ trong các hệ thống trên cạn phần lớn bị ảnh hưởng bởi các chính sách bảo tồn.
Ngay cả khi rừng có thể cô lập tất cả thủy ngân thải ra trong các khu rừng nhiệt đới, nó sẽ không phải là thuốc chữa bách bệnh cho ô nhiễm thủy ngân, vì mạng lưới thức ăn trên cạn cũng có thể dễ bị tổn thương bởi thủy ngân. các phép đo về trầm tích thủy ngân trên cạn và thủy ngân trong đất cho thấy hàm lượng thủy ngân cao trong đất và thủy ngân cao có thể làm tăng khả năng tiếp xúc với những người sống trong những khu rừng này.Rủi ro đối với người tiêu dùng dinh dưỡng cao.Dữ liệu từ các nghiên cứu trước đây về sự tích tụ sinh học thủy ngân trên cạn trong các khu rừng ôn đới đã phát hiện ra rằng nồng độ thủy ngân trong máu ở chim tương quan với nồng độ thủy ngân trong trầm tích và chim biết hót ăn thức ăn có nguồn gốc hoàn toàn từ đất có thể làm tăng nồng độ thủy ngân lên 56,57. với khả năng sinh sản giảm và thành công, giảm tỷ lệ sống của con cái, suy giảm khả năng phát triển, thay đổi hành vi, căng thẳng sinh lý và tỷ lệ tử vong 58,59. ở các loài chim và các quần thể sinh vật khác, với những tác động bất lợi có thể xảy ra. Điều này đặc biệt đáng quan tâm vì khu vực này là một điểm nóng về đa dạng sinh học toàn cầu60. Họ. Định dạng hoạt động ASGMes15,16 có thể là một cơ chế để đảm bảo rằng các vùng đất được bảo vệ không bị khai thác.
Để đánh giá xem liệu thủy ngân lắng đọng trong các khu vực rừng này có xâm nhập vào mạng lưới thức ăn trên cạn hay không, chúng tôi đã đo lông đuôi của một số loài chim biết hót cư trú từ Khu bảo tồn Los Amigos (bị ảnh hưởng bởi khai thác) và Trạm sinh học Cocha Cashu (chim già không bị ảnh hưởng).tổng nồng độ thủy ngân. rừng trồng), cách 140 km từ địa điểm lấy mẫu ở thượng nguồn Bokamanu của chúng tôi. mô hình vẫn tồn tại bất kể thói quen cho ăn như thế nào, vì mẫu của chúng tôi bao gồm loài ăn sâu bọ Myrmotherula axillaris, loài kiến ​​ăn theo Phlegopsis nigromaculata và loài ăn quả Pipra fasicauda (1,8 [n = 10] so với 0,9 μg g− 1 [n = 2], 4,1 [n = 10] so với 1,4 μg g-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] so với 0,1 μg g-1 [n = 2]). Trong số 10 loài Phlegopsis nigromaculata các cá thể được lấy mẫu tại Los Amigos, 3 cá thể vượt quá EC10 (nồng độ hiệu quả để giảm 10% khả năng sinh sản thành công), 3 vượt quá EC20, 1 vượt quá EC30 (xem tiêu chí EC trong Evers58) và không có cá thể Cocha nào của Cashu vượt quá EC10. phát hiện, với nồng độ thủy ngân trung bình cao hơn 2-3 lần ở các loài chim biết hót từ các khu rừng được bảo vệ liền kề với hoạt động ASGM,và nồng độ thủy ngân riêng lẻ cao hơn tới 12 lần, làm dấy lên lo ngại rằng ô nhiễm thủy ngân từ ASGM có thể xâm nhập vào mạng lưới thực phẩm trên cạn.Các kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc ngăn chặn hoạt động ASGM trong các vườn quốc gia và các vùng đệm xung quanh chúng.
Dữ liệu được thu thập tại Los Amigos Conservation Concessions (n ​​= 10 đối với Myrmotherula axillaris [loài invertivore ở dưới] và Phlegopsi nigromaculata [loài động vật ăn không theo sau], n = 46 đối với Pipra fasicauda [trái cây]; ký hiệu tam giác đỏ) và các vị trí xa xôi ở Cocha Trạm sinh học Kashu (n = 2 mỗi loài; biểu tượng vòng tròn màu xanh lá cây). Nồng độ hiệu quả (EC) được chứng minh là làm giảm khả năng sinh sản thành công 10%, 20% và 30% (xem Evers58). Ảnh kỳ lạ được sửa đổi từ Schulenberg65.
Kể từ năm 2012, mức độ ASGM ở vùng Amazon thuộc Peru đã tăng hơn 40% ở các khu vực được bảo vệ và 2,25 trở lên ở các khu vực không được bảo vệ. Ngay cả khi các thợ mỏ ngừng sử dụng thủy ngân ngay lập tức, tác động của chất gây ô nhiễm này trong đất có thể kéo dài hàng thế kỷ, với khả năng làm tăng thiệt hại do phá rừng và cháy rừng61,62. ảnh hưởng đến quần thể sinh vật của các khu rừng nguyên vẹn liền kề với ASGM, rủi ro hiện tại và rủi ro trong tương lai do phát thải thủy ngân trong các khu rừng già có giá trị bảo tồn cao nhất.Việc chúng tôi phát hiện ra rằng hệ sinh vật trên cạn có thể có nguy cơ ô nhiễm thủy ngân đáng kể từ ASGM nên tạo thêm động lực cho các nỗ lực tiếp tục để giảm lượng thủy ngân thải ra từ ASGM. hệ thống chưng cất để đầu tư kinh tế và xã hội thách thức hơn sẽ chính thức hóa hoạt động và giảm các động lực kinh tế đối với ASGM bất hợp pháp.
Chúng tôi có năm trạm trong phạm vi 200 km từ sông Madre de Dios Chúng tôi đã chọn các vị trí lấy mẫu dựa trên vị trí gần với hoạt động ASGM chuyên sâu, khoảng 50 km giữa mỗi điểm lấy mẫu, có thể truy cập qua sông Madre de Dios (Hình 2A). đã chọn hai địa điểm không có mỏ nào (Boca Manu và Chilive, cách ASGM khoảng 100 và 50 km, tương ứng), sau đây được gọi là “địa điểm xa”. hai địa điểm khai thác trong rừng thứ sinh gần thị trấn Boca Colorado và Laberinto, và một địa điểm khai thác trong rừng nguyên sinh còn nguyên vẹn. của hỗn hợp vàng - thủy ngân là hiện tượng thường xuyên xảy ra, nhưng vị trí và số lượng chính xác vẫn chưa được biết rõ vì những hoạt động này thường bất hợp pháp và bí mật;chúng tôi sẽ kết hợp khai thác và đốt thủy ngân Hợp kim được gọi chung là “hoạt động ASGM”. Trong mùa khô 2018 (tháng 7 và tháng 8 năm 2018) và mùa mưa năm 2018 (tháng 12 năm 2018) trong các khu vực làm sạch (các khu vực phá rừng hoàn toàn không có cây gỗ) và dưới tán cây (khu vực rừng), chúng tôi đã lắp đặt thiết bị lấy mẫu trầm tích tại năm địa điểm và vào tháng 1 năm 2019) để thu thập tương ứng lắng đọng ẩm ướt (n = 3) và giảm thâm nhập (n = 4). trong mùa khô và 2-3 tuần trong mùa mưa. Tỷ lệ bồi tụ cao đo được trong năm đầu tiên, Có tổng cộng 7 lô rừng và 1 lô phá rừng ở Los Amigos, khoảng cách giữa các ô là 0,1 đến 2,5 km. Chúng tôi thu thập một điểm định vị GPS trên mỗi ô bằng Garmin GPS cầm tay.
Chúng tôi đã triển khai các thiết bị lấy mẫu không khí thụ động cho thủy ngân tại mỗi địa điểm trong số năm địa điểm của chúng tôi trong mùa khô 2018 (tháng 7-8 năm 2018) và mùa mưa 2018 (tháng 12 năm 2018 đến tháng 1 năm 2019) trong hai tháng (PAS). Một bộ lấy mẫu PAS đã được triển khai trên mỗi địa điểm trong mùa khô và hai thiết bị lấy mẫu PAS đã được triển khai trong mùa mưa.PAS (được phát triển bởi McLagan và cộng sự 63) thu thập thủy ngân nguyên tố ở thể khí (GEM) bằng cách khuếch tán thụ động và hấp phụ vào chất hấp thụ cacbon có tẩm lưu huỳnh (HGR-AC) thông qua Rào cản khuếch tán Radiello ©.do đó, chỉ có GEM được hấp phụ vào carbon 64.Chúng tôi đã sử dụng dây cáp nhựa để gắn PAS vào một trụ cách mặt đất khoảng 1 m. mẫu trắng được thu thập tại hiện trường và chuyển PAS trắng để đánh giá sự nhiễm bẩn được đưa vào trong quá trình lấy mẫu, bảo quản tại hiện trường, bảo quản trong phòng thí nghiệm và vận chuyển mẫu.
Trong quá trình triển khai tất cả năm địa điểm lấy mẫu, chúng tôi đã đặt ba bộ thu thập lượng mưa để phân tích thủy ngân và hai bộ thu gom để phân tích hóa học khác, và bốn bộ thu thập thông qua để phân tích thủy ngân tại địa điểm phá rừng.bộ thu gom và hai bộ thu gom cho các phân tích hóa học khác. Các bộ thu gom cách nhau một mét. Lưu ý rằng mặc dù chúng tôi có số lượng bộ thu gom nhất quán được lắp đặt tại mỗi địa điểm, nhưng trong một số giai đoạn thu thập, chúng tôi có kích thước mẫu nhỏ hơn do lũ lụt tại địa điểm, con người gây nhiễu cho người thu gom, và sự cố kết nối giữa ống và chai thu gom. Tại mỗi khu rừng và điểm phá rừng, một người thu gom để phân tích thủy ngân chứa một chai 500 mL, trong khi người kia chứa một chai 250 mL;Tất cả các bộ thu khác để phân tích hóa học đều chứa một chai 250 mL. thông qua một ống polyme khối styrene-ethylene-butadiene-styrene mới (C-Flex) với một chai polyethylene terephthalate Ester copolyester glycol (PETG) mới với một vòng lặp hoạt động như một khóa hơi. Khi triển khai, tất cả các chai PETG 250 mL đã được axit hóa với 1 mL axit clohydric loại kim loại vết (HCl) và tất cả các chai PETG 500 mL đã được axit hóa bằng 2 mL HCl loại kim loại vết. Bộ thu cho các phân tích hóa học khác bao gồm một phễu nhựa được kết nối với chai polyetylen thông qua ống C-Flex mới với Một vòng lặp hoạt động như một khóa hơi. Tất cả các phễu thủy tinh, phễu nhựa và chai polyetylen đã được rửa sạch bằng axit trước khi triển khai.Càng lạnh càng tốt cho đến khi trở về Hoa Kỳ, và sau đó bảo quản mẫu ở 4 ° C cho đến khi phân tích.
Tại mỗi địa điểm trong số năm địa điểm, chúng tôi thu thập lá dưới dạng tán lá, lấy mẫu lá, chất độn chuồng tươi và chất độn chuồng theo quy trình bàn tay sạch-tay-bẩn (EPA Method 1669). Tất cả các mẫu đều được thu thập theo giấy phép thu thập từ SERFOR , Peru, và được nhập khẩu vào Hoa Kỳ theo giấy phép nhập khẩu của USDA. từ tán cây bằng cách sử dụng súng cao su Notch Big Shot trong mùa khô 2018, mùa mưa 2018 và mùa khô 2019 (n = 3 mỗi loài). cành cao dưới 2 m so với mặt đất trong suốt mùa khô 2018, mùa mưa 2018 và mùa khô 2019. chất độn chuồng tươi (“chất độn chuồng”) trong các giỏ có lót lưới nhựa(n = 5) trong mùa mưa năm 2018 tại tất cả năm điểm rừng và trong mùa khô năm 2019 tại lô Los Amigos (n = 5). , kích thước mẫu của chúng tôi nhỏ hơn do lũ lụt tại khu vực và sự can thiệp của con người với người thu gom. Tất cả các sọt rác được đặt cách bộ thu gom nước trong vòng một mét. Trong mùa khô năm 2019, trong mùa khô năm 2019, chúng tôi cũng đã thu gom một lượng lớn chất độn chuồng trên tất cả các mảnh đất ở Los Amigos của chúng tôi. và sau đó được bảo quản đông lạnh cho đến khi chế biến.
Chúng tôi đã thu thập ba lần các mẫu đất (n = 3) từ tất cả năm địa điểm (mở và tán cây) và ô Los Amigos trong mùa khô năm 2019 trong cả ba sự kiện theo mùa. thu thập các mẫu đất dưới dạng lớp đất mặt dưới lớp thảm mục (0–5 cm) bằng dụng cụ lấy mẫu đất. Chúng tôi chỉ thu thập một hồ sơ đất vì mực nước ngầm gần với bề mặt đất. trên băng đến Hoa Kỳ, và sau đó được bảo quản đông lạnh cho đến khi chế biến.
Sử dụng các tổ sương mù được đặt vào lúc bình minh và hoàng hôn để bắt chim vào những thời điểm mát mẻ nhất trong ngày. Tại Khu bảo tồn Los Amigos, chúng tôi đã đặt 5 tổ sương mù (1,8 × 2,4) ở chín địa điểm. Tại Trạm sinh học Cocha Cashu, chúng tôi đã đặt 8 tổ để 10 tổ sương mù (12 x 3,2 m) ở 19 địa điểm. Tại cả hai địa điểm, chúng tôi thu thập lông đuôi trung tâm đầu tiên của mỗi con chim, hoặc nếu không, lông đuôi cũ nhất tiếp theo. Hồ sơ chụp ảnh và các phép đo hình thái để xác định các loài theo Schulenberg65. Cả hai nghiên cứu đều được hỗ trợ bởi SERFOR và sự cho phép của Hội đồng nghiên cứu động vật (IACUC). và Trạm sinh học Cocha Cashu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasicauda).
Để xác định Chỉ số Diện tích Lá (LAI), dữ liệu lidar đã được thu thập bằng cách sử dụng Phòng thí nghiệm Máy bay Không người lái GatorEye, một hệ thống máy bay không người lái phản ứng tổng hợp cảm biến (xem www.gatoreye.org để biết thêm chi tiết, cũng có sẵn bằng cách sử dụng liên kết "2019 Peru Los Friends" June " 66.The lidar được thu thập tại Bảo tồn Bảo tồn Los Amigos vào tháng 6 năm 2019, với độ cao 80 m, tốc độ bay 12 m / s và khoảng cách giữa các tuyến đường liền kề là 100 m, do đó tỷ lệ bao phủ độ lệch bên đạt 75 Mật độ các điểm phân bố trên mặt cắt rừng thẳng đứng vượt quá 200 điểm trên một mét vuông. Khu vực bay trùng với tất cả các khu vực lấy mẫu ở Los Amigos trong mùa khô 2019.
Chúng tôi đã định lượng tổng nồng độ Hg của GEM do PAS thu thập bằng phép giải hấp nhiệt, nhiệt hạch và quang phổ hấp thụ nguyên tử (Phương pháp USEPA 7473) sử dụng thiết bị Hydra C (Teledyne, CV-AAS). Chúng tôi đã hiệu chuẩn CV-AAS bằng cách sử dụng Viện Tiêu chuẩn Quốc gia và Chất chuẩn đối chiếu Công nghệ (NIST) 3133 (dung dịch chuẩn Hg, 10,004 mg g-1) với giới hạn phát hiện là 0,5 ng Hg. 1632e (than bitum, 135,1 mg g-1) Chúng tôi chia mỗi mẫu vào một thuyền khác nhau, đặt nó giữa hai lớp mỏng bột natri cacbonat (Na2CO3) và phủ lên trên nó một lớp mỏng nhôm hydroxit (Al (OH) 3) bột67.Chúng tôi đã đo tổng hàm lượng HGR-AC của mỗi mẫu để loại bỏ bất kỳ sự không đồng nhất nào trong phân bố Hg trong chất hấp thụ HGR-AC. mỗi tàu vàToàn bộ hàm lượng chất hấp thụ HGR-AC trong PAS. Mặc dù chỉ có một mẫu PAS được thu thập từ mỗi địa điểm để đo nồng độ trong mùa khô năm 2018, việc kiểm soát và đảm bảo chất lượng theo phương pháp được thực hiện bằng cách nhóm các mẫu với các khoảng trống quy trình giám sát, chất chuẩn nội bộ và chất nền - tiêu chí phù hợp. Trong mùa mưa 2018, chúng tôi lặp lại các phép đo của các mẫu PAS. giá trị và tất cả các khoảng trắng theo quy trình đều dưới giới hạn phát hiện (BDL). nồng độ sử dụng tổng khối lượng thủy ngân hấp phụ đã hiệu chỉnh mẫu trắng chia cho thời gian triển khai và tốc độ lấy mẫu (lượng không khí để loại bỏ thủy ngân dạng khí trên một đơn vị thời gian;0,135 m3 ngày-1) 63,68, được điều chỉnh theo nhiệt độ và gió từ World Weather Online Các phép đo nhiệt độ và gió trung bình thu được cho vùng Madre de Dios68. Sai số tiêu chuẩn được báo cáo cho nồng độ GEM đo được dựa trên sai số của tiêu chuẩn bên ngoài chạy trước và sau mẫu.
Chúng tôi đã phân tích các mẫu nước để tìm tổng hàm lượng thủy ngân bằng cách oxy hóa với brom clorua trong ít nhất 24 giờ, tiếp theo là khử clorua tĩnh mạch và phân tích lọc và bẫy, quang phổ huỳnh quang nguyên tử hơi lạnh (CVAFS), và tách sắc ký khí (GC) (Phương pháp EPA) 1631 của Máy phân tích tổng thủy ngân tự động Tekran 2600, Rev. E). 1641D (thủy ngân trong nước, 1,557 mg kg-1)) với giới hạn phát hiện là 0,02 ng L-1. Đối với các mẫu mùa mưa năm 2018 và mùa khô 2019, chúng tôi đã sử dụng Tiêu chuẩn thủy ngân toàn phần của Brooks Rand Instruments (1,0 ng L-1 ) để hiệu chuẩn và CCV và đa phần tử của Máy đo khối phổ Plasma ghép cảm ứng (ICP-MS) SPEX Centriprep cho dung dịch ICV chuẩn 2 A với giới hạn phát hiện là 0,5 ng L-1.d ô trống, ô trống phân tích và ô trống phân tích đều là BDL.
Chúng tôi làm đông lạnh các mẫu đất và lá cây trong năm ngày. -80) Đối với các mẫu mùa khô năm 2018, chúng tôi đã thực hiện các thử nghiệm DMA-80 bằng cách sử dụng NIST 1633c (tro bay, 1005 ng g-1) và vật liệu tham chiếu được chứng nhận MESS-3 của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Canada (trầm tích biển, 91 ng g -1).Sự định cỡ.Chúng tôi đã sử dụng NIST 1633c cho CCV và MS và MESS-3 cho QCS với giới hạn phát hiện là 0,2 ng Hg. ng L − 1). Chúng tôi đã sử dụng Vật liệu tham chiếu tiêu chuẩn NIST 2709a (đất San Joaquin, 1100 ng g-1) cho CCV và MS và DORM-4 (protein cá, 410 ng g-1) cho QCS với giới hạn phát hiện là 0,5 ng Hg. Đối với tất cả các mùa, chúng tôi phân tích tất cả các mẫu ở các giá trị trùng lặp và được chấp nhận khi RPD giữa hai mẫu nằm trong khoảng 10%. Phục hồi trung bình cho tất cả các tiêu chuẩn và gai ma trận nằm trong 10% giá trị chấp nhận được và tất cả các khoảng trống đều BDL. Tất cả các nồng độ được báo cáo là trọng lượng khô.
Chúng tôi đã phân tích metyl thủy ngân trong các mẫu nước từ cả ba hoạt động theo mùa, mẫu lá từ mùa khô năm 2018 và mẫu đất từ ​​cả ba hoạt động theo mùa. % kali hydroxit trong metanol trong ít nhất 48 giờ ở 55 ° C trong ít nhất 70 giờ, và đất được tiêu hóa bằng lò vi sóng với axit HNO3 loại kim loại vết71,72.Chúng tôi đã phân tích các mẫu mùa khô năm 2018 bằng phương pháp ethyl hóa nước sử dụng natri tetraetylborat, tẩy và bẫy và CVAFS trên máy đo phổ Tekran 2500 (phương pháp EPA 1630). giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,2 ng L-1. Chúng tôi đã phân tích các mẫu mùa khô 2019 bằng cách sử dụng natri tetraetylborat để etyl hóa nước, tẩy và bẫy, CVAFS, GC và ICP-MS trên máy Agilent 770 (phương pháp EPA 1630) 73. Chúng tôi đã sử dụng Brooks Rand Instruments chuẩn methylmercury (1 ng L-1) để hiệu chuẩn và CCV với giới hạn phát hiện phương pháp là 1 pg.
Tại Phòng thí nghiệm Độc chất của Viện Đa dạng Sinh học (Portland, Maine, Hoa Kỳ), giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,001 μg g-1. Chúng tôi đã hiệu chuẩn DMA-80 bằng cách sử dụng DOLT-5 (gan cá chó, 0,44 μg g-1), CE-464 (5,24 μg g-1) và NIST 2710a (đất Montana, 9,888 μg g-1). là BDL. Tất cả các lần lặp lại đều nằm trong vòng 15% RPD.
Chúng tôi sử dụng màng lọc 0,45 μm để lọc các mẫu nước để phân tích hóa học bổ sung.Chúng tôi đã phân tích mẫu nước cho các anion (clorua, nitrat, sulfat) và cation (canxi, magiê, kali, natri) bằng sắc ký ion (EPA method 4110B) [USEPA, 2017a] sử dụng máy sắc ký ion Dionex ICS 2000. Tất cả các tiêu chuẩn được khôi phục trong vòng 10% giá trị chấp nhận được và tất cả các khoảng trống đều là BDL.Chúng tôi sử dụng Thermofisher X-Series II để phân tích các nguyên tố vi lượng trong mẫu nước bằng phương pháp khối phổ plasma kết hợp cảm ứng. tiêu chuẩn hiệu chuẩn được chuẩn bị bằng cách pha loãng nối tiếp tiêu chuẩn nước được chứng nhận NIST 1643f. Tất cả khoảng trắng là BDL.
Tất cả các dòng chảy và bể chứa được báo cáo trong văn bản và hình vẽ sử dụng các giá trị nồng độ trung bình cho mùa khô và mùa mưa. Mùa khô và mùa mưa Chúng tôi đã tính toán thông lượng thủy ngân trong rừng từ Nhượng địa bảo tồn Los Amigos dưới dạng tổng lượng thủy ngân đầu vào thông qua việc thả và rải rác. và có sẵn từ ACCA theo yêu cầu), chúng tôi đã tính toán lượng mưa tích lũy hàng năm trung bình trong thập kỷ qua (2009-2018) là khoảng 2500 mm năm. Lưu ý rằng trong năm dương lịch 2018, lượng mưa hàng năm gần với mức trung bình này ( 2468mm), trong khi những tháng ẩm ướt nhất (tháng Giêng, tháng Hai và tháng Mười Hai) chiếm khoảng một nửa lượng mưa hàng năm (1288mm trong tổng số 2468mm).Do đó, chúng tôi sử dụng giá trị trung bình của nồng độ mùa mưa và mùa khô trong tất cả các phép tính dòng chảy và bể bơi. Giá trị tài liệu của thông lượng thủy ngân được báo cáo hàng năm từ các khu rừng nhiệt đới khác nhau giữa việc mở rộng nồng độ thủy ngân từ mùa khô và mùa mưa hoặc chỉ từ mùa khô. trong cả mùa khô và mùa mưa, và ước tính lại lưu lượng của chúng tôi chỉ sử dụng nồng độ thủy ngân vào mùa khô khi một nghiên cứu khác chỉ lấy mẫu vào mùa khô (ví dụ, 74).
Để xác định tổng hàm lượng thủy ngân hàng năm trong toàn bộ lượng mưa, lượng mưa lớn và lượng rác ở Los Amigos, chúng tôi đã sử dụng sự khác biệt giữa mùa khô (trung bình của tất cả các khu vực Los Amigos trong năm 2018 và 2019) và tổng trung bình của mùa mưa (trung bình năm 2018) Nồng độ thủy ngân: Đối với tổng nồng độ thủy ngân tại các địa điểm khác, nồng độ trung bình giữa mùa khô 2018 và mùa mưa 2018 đã được sử dụng. Đối với tải trọng thủy ngân, chúng tôi sử dụng dữ liệu từ mùa khô năm 2018, năm duy nhất đo được thủy ngân. Để ước tính lưu lượng thủy ngân trong rác, chúng tôi đã sử dụng các ước tính trong tài liệu về tỷ lệ rác và nồng độ thủy ngân thu được từ lá cây trong giỏ rác ở mức 417 g m-2 năm 1 ở vùng Amazon thuộc Peru. chúng tôi đã sử dụng tổng lượng Hg của đất đo được (mùa khô 2018 và 2019, mùa mưa 2018) và nồng độ MeHg trong mùa khô 2018, với mật độ khối ước tính là 1,25 g cm-3 ở vùng Amazon75 của Brazil.thực hiện đúng các tính toán ngân sách này tại địa điểm nghiên cứu chính của chúng tôi, Los Amigos, nơi có sẵn các bộ dữ liệu về lượng mưa dài hạn và ở đó cấu trúc rừng hoàn chỉnh cho phép sử dụng các ước tính lứa đã thu thập trước đó.
Chúng tôi xử lý các đường bay lidar bằng cách sử dụng quy trình xử lý hậu xử lý đa cấp GatorEye, tự động tính toán các sản phẩm raster và đám mây điểm được hợp nhất sạch sẽ, bao gồm các mô hình độ cao kỹ thuật số (DEM) ở độ phân giải 0,5 × 0,5 m. Chúng tôi đã sử dụng DEM và các đám mây điểm lidar đã được làm sạch (WGS-84, UTM 19S Meters) làm đầu vào cho quy trình làm việc của GatorEye Leaf Area Density (G-LAD), tính toán các ước tính về diện tích lá đã hiệu chỉnh cho mỗi voxel (m3) (m2) trên mặt đất ở đỉnh của tán cây ở độ phân giải 1 × 1 × 1 m và LAI thu được (tổng LAD trong mỗi cột dọc 1 × 1 m). Giá trị LAI của mỗi điểm GPS được vẽ trên đồ thị sau đó được trích xuất.
Chúng tôi đã thực hiện tất cả các phân tích thống kê bằng phần mềm thống kê R phiên bản 3.6.176 và tất cả các hình ảnh hóa bằng cách sử dụng ggplot2. phép thử Kruskal không đối xứng và phép thử Wilcox từng cặp.
Tất cả dữ liệu có trong bản thảo này có thể được tìm thấy trong Thông tin bổ sung và các tệp dữ liệu liên quan. Conservación Amazónica (ACCA) cung cấp dữ liệu lượng mưa theo yêu cầu.
Natural Resources Defense Council.Artisanal Gold: Cơ hội đầu tư có trách nhiệm - Tóm tắt. Đầu tư vào Artisanal Gold Summary v8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/invest-artisanal-gold-summary.pdf (2016).
Asner, GP & Tupayachi, R. Mất nhanh chóng các khu rừng được bảo vệ do khai thác vàng ở Peruvian Amazon.enosystem.reservoir.Wright 12, 9 (2017).
Espejo, JC và cộng sự. Mất rừng và suy thoái rừng do khai thác vàng ở Peruvian Amazon: triển vọng 34 năm .Remote Sensing 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. và các cộng sự. Việc mở rộng các hồ nhân tạo làm trầm trọng thêm tình trạng ô nhiễm thủy ngân từ việc khai thác vàng. Khoa học.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Mực nước dâng cao và sự đảo ngược theo mùa của trầm tích lơ lửng sông ở các điểm nóng đa dạng sinh học nhiệt đới do khai thác vàng thủ công.
Abe, CA và các cộng sự. Mô tả tác động của sự thay đổi lớp phủ đất đối với nồng độ trầm tích trong lưu vực khai thác vàng Amazon.register.enosystem.oosystem.oosystem.19, 1801–1813 (2019).