Amazonský prales zachycuje vysoké úrovně znečištění atmosféry rtutí z řemeslné těžby zlata

Děkujeme za návštěvu webu Nature.com. Verze prohlížeče, kterou používáte, má omezenou podporu pro CSS. Pro nejlepší zážitek doporučujeme používat aktualizovaný prohlížeč (nebo vypnout režim kompatibility v aplikaci Internet Explorer). Mezitím budeme web zobrazovat bez stylů a JavaScriptu, abychom zajistili trvalou podporu. Emise rtuti z řemeslné a maloobjemové těžby zlata na jižní polokouli převyšují spalování uhlí jako největší zdroj rtuti na světě. Zkoumáme ukládání a ukládání rtuti v peruánské Amazonii, která je silně ovlivněna řemeslnou těžbou zlata. Nedotčené lesy v peruánské Amazonii v blízkosti zlatých dolů přijímaly extrémně vysoké vstupy rtuti se zvýšeným obsahem celkové rtuti a methylrtuti v atmosféře, listech v korunách stromů a půdě. Zde poprvé ukazujeme, že nedotčené lesní koruny v blízkosti řemeslných zlatých dolů zachycují velké množství částicové a plynné rtuti v rychlostech úměrných celkové ploše listů. Dokumentujeme značnou akumulaci rtuti v půdě, biomase a u rezidentních zpěvných ptáků v některých z nejvíce chráněných a na biodiverzitu nejbohatších oblastí Amazonie, což vyvolává důležité otázky o tom, jak znečištění rtutí omezuje moderní a budoucí úsilí o ochranu přírody v těchto tropických ekosystémech. Rostoucí výzvou pro ekosystémy tropických lesů je řemeslná a maloobjemová těžba zlata (ASGM). Tato forma těžby zlata probíhá ve více než 70 zemích, často neformálně nebo nelegálně, a představuje přibližně 20 % světové produkce zlata1. Ačkoli je ASGM důležitým zdrojem obživy pro místní komunity, vede k rozsáhlému odlesňování2,3, rozsáhlé přeměně lesů na rybníky4, vysokému obsahu sedimentů v blízkých řekách5,6 a významně přispívá ke globální atmosféře. Uvolňování emisí rtuti (Hg) a největších zdrojů sladkovodní rtuti7. Mnoho lokalit intenzivní ASGM se nachází v globálních hotspotech biodiverzity, což vede ke ztrátě rozmanitosti8, ztrátě citlivých druhů9 a vysoké expozici lidí10,11,12 a vrcholových predátorů13,14 rtuti. Odhaduje se, že z provozu ASGM se každoročně uvolní do globální atmosféry 675–1 000 tun rtuti7. Používání velkého množství rtuti při řemeslné a maloobjemové těžbě zlata přesunulo hlavní zdroje emisí rtuti v atmosféře z globálního severu na globální jih, což má důsledky pro osud, transport a vzorce expozice rtuti. O osudu těchto atmosférických emisí rtuti a jejich vzorcích ukládání a akumulace v krajině ovlivněné ASGM je však známo jen málo. Mezinárodní Minamatská úmluva o rtuti vstoupila v platnost v roce 2017 a článek 7 se konkrétně zabývá emisemi rtuti z řemeslné a drobné těžby zlata. Při těžbě zlata v ASGM se do sedimentů nebo rudy přidává kapalná elementární rtuť za účelem oddělení zlata. Amalgám se poté zahřívá, čímž se zlato koncentruje a do atmosféry se uvolňuje plynná elementární rtuť (GEM; Hg0). To se děje navzdory úsilí skupin, jako je Globální partnerství pro rtuť Programu OSN pro životní prostředí (UNEP), Organizace OSN pro průmyslový rozvoj (UNIDO) a nevládních organizací, které povzbuzují horníky ke snižování emisí rtuti. V době psaní tohoto textu v roce 2021 podepsalo Minamatskou úmluvu 132 zemí, včetně Peru, a začalo vyvíjet národní akční plány, které se konkrétně zabývají snižováním emisí rtuti souvisejících s ASGM. Akademici vyzývají k tomu, aby tyto národní akční plány byly inkluzivní, udržitelné a holistické a aby zohledňovaly socioekonomické faktory a environmentální rizika15,16,17,18. Současné plány na řešení důsledků rtuti v životním prostředí se zaměřují na rizika rtuti spojená s řemeslnou a drobnou těžbou zlata v blízkosti vodních ekosystémů, do které jsou zapojeni horníci a lidé žijící v blízkosti míst spalování amalgámu a komunity, které konzumují velké množství dravých ryb. Většina vědeckého výzkumu souvisejícího s ASGM, včetně výzkumu v Amazonii, se zaměřuje na expozici rtuti v zaměstnání vdechováním rtuťových par ze spalování amalgámu, expozici rtuti v potravě konzumací ryb a bioakumulaci rtuti ve vodních potravních sítích. Dřívější studie (např. viz Lodenius a Malm19). Suchozemské ekosystémy jsou také ohroženy expozicí rtuti z ASGM. Atmosférická rtuť uvolňovaná z ASGM jako GEM se může vrátit do suchozemské krajiny třemi hlavními cestami20 (obr. 1): GEM může být adsorbována na částice v atmosféře, které jsou poté zachyceny povrchy; GEM může být přímo absorbována rostlinami a začleněna do jejich tkání; Nakonec může být GEM oxidován na sloučeniny Hg(II), které mohou být suchou depozicí, adsorbovány do atmosférických částic nebo unášeny dešťovou vodou. Tyto cesty dodávají rtuť do půdy prostřednictvím srážek (tj. srážek v korunách stromů), opadu a dešťových srážek. Mokrá depozice může být určena toky rtuti v sedimentech shromážděných v otevřených prostorech. Suchá depozice může být stanovena jako součet toku rtuti v opadu a toku rtuti na podzim mínus tok rtuti ve srážkách. Řada studií dokumentovala obohacení rtuti v suchozemských a vodních ekosystémech v těsné blízkosti aktivity ASGM (viz například souhrnná tabulka v Gerson et al. 22), pravděpodobně v důsledku jak sedimentárního vstupu rtuti, tak přímého uvolňování rtuti. I když zvýšená depozice rtuti v blízkosti ASGM může být způsobena spalováním amalgámu rtuti a zlata, není jasné, jak je tato rtuť transportována v regionální krajině a jaký je relativní význam různých depozičních cest v blízkosti ASGM. Rtuť emitovaná jako plynná elementární rtuť (GEM; Hg0) se může do krajiny ukládat třemi atmosférickými cestami. Zaprvé, GEM může být oxidována na iontovou rtuť (Hg2+), která může být strhávána kapkami vody a ukládána na povrchu listů jako mokré nebo suché usazeniny. Zadruhé, GEM mohou adsorbovat atmosférické částice (Hgp), které jsou zachyceny listovím a spláchnuty do krajiny vodopády spolu se zachycenou iontovou rtutí. Zatřetí, GEM může být absorbována do listové tkáně, zatímco Hg se v krajině ukládá jako odpad. Spolu s padající vodou a odpadem se považuje za odhad celkové depozice rtuti. Ačkoli GEM může také difundovat a adsorbovat se přímo do půdy a odpadu77, nemusí to být primární cesta pro vstup rtuti do suchozemských ekosystémů. Očekáváme, že koncentrace plynné elementární rtuti budou klesat se vzdáleností od zdrojů emisí rtuti. Vzhledem k tomu, že dvě ze tří cest ukládání rtuti do krajiny (opadem a odpadkem) závisí na interakcích rtuti s povrchem rostlin, můžeme také předpovědět rychlost, s jakou se rtuť ukládá do ekosystémů, a jak závažné to je pro zvířata. Riziko dopadu je určeno strukturou vegetace, jak ukazují pozorování v boreálních a mírných lesích v severních zeměpisných šířkách23. Uznáváme však také, že aktivita ASGM se často vyskytuje v tropech, kde se struktura porostu a relativní hojnost exponované listové plochy značně liší. Relativní význam cest ukládání rtuti v těchto ekosystémech nebyl jasně kvantifikován, zejména u lesů v blízkosti zdrojů emisí rtuti, jejichž intenzita je v boreálních lesích pozorována jen zřídka. Proto si v této studii klademe následující otázky: (1) Jak se koncentrace plynné elementární rtuti a cesty ukládání mění s blízkostí ASGM a indexem listové plochy regionálního porostu?(2) Souvisí ukládání rtuti v půdě s atmosférickými vstupy?(3) Existují důkazy o zvýšené bioakumulaci rtuti u zpěvných ptáků žijících v lesích v blízkosti ASGM? Tato studie je první, která zkoumá vstupy ukládání rtuti v blízkosti Aktivita ASGM a jak pokryv korun stromů koreluje s těmito vzorci, a první, kdo měřil koncentrace methylrtuti (MeHg) v peruánské amazonské krajině. Měřili jsme GEM v atmosféře a celkové srážky, penetraci, celkovou rtuť a methylrtuť v listech, opadu a půdě v lesích a odlesněných stanovištích podél 200kilometrového úseku řeky Madre de Dios v jihovýchodním Peru. Předpokládali jsme, že blízkost ASGM a těžebních měst spalujících amalgám rtuti a zlata bude nejdůležitějšími faktory ovlivňujícími koncentrace rtuti v atmosféře (GEM) a mokrou depozici rtuti (vysoké srážky). Vzhledem k tomu, že suchá depozice rtuti (penetrace + opad) souvisí se strukturou korun stromů,21,24 očekáváme také, že zalesněné oblasti budou mít vyšší vstupy rtuti než sousední odlesněné oblasti, což vzhledem k vysokému indexu listové plochy a potenciálu zachycování rtuti je obzvláště znepokojivé. Jeden bod je obzvláště znepokojivý. Nedotčený amazonský prales. Dále jsme předpokládali, že fauna žijící v lesích poblíž těžebních měst má vyšší hladiny rtuti než fauna žijící daleko od těžebních oblastí. Naše výzkumy probíhaly v provincii Madre de Dios v jihovýchodní peruánské Amazonii, kde bylo odlesněno více než 100 000 hektarů lesa za účelem vytvoření aluviálních ASGM3 v sousedství chráněných území a národních rezervací a někdy i v jejich rámci. Řemeslná a maloobjemová těžba zlata podél řek v této západní amazonské oblasti se za poslední desetiletí dramaticky zvýšila25 a očekává se, že se bude zvyšovat s vysokými cenami zlata a zvýšeným spojením s městskými centry prostřednictvím transoceánských dálnic. Činnosti budou pokračovat3. Vybrali jsme dvě lokality bez jakékoli těžby (Boca Manu a Chilive, přibližně 100, respektive 50 km od ASGM) – dále označované jako „vzdálená místa“ – a tři lokality v těžební oblasti – dále označované jako „vzdálená místa“ (obr. 2A). Dvě z těžebních lokalit se nacházejí v sekundárním lese poblíž měst Boca Colorado a La Bellinto a jedna těžební lokalita se nachází v nedotčeném pralese na pozemku pro ochranu přírody Los Amigos. Všimněte si, že v dolech Boca Colorado a Laberinto… V dole se často vyskytují rtuťové páry uvolňované při spalování amalgámu rtuti a zlata, ale přesné místo a množství nejsou známy, protože tyto činnosti jsou často neformální a tajné; těžbu a spalování slitin rtuti budeme souhrnně označovat jako „činnost ASGM“. Na každém místě jsme instalovali vzorkovače sedimentů v období sucha i dešťů na mýtinách (oblasti odlesňování zcela bez dřevin) a pod korunami stromů (lesní oblasti) po dobu celkem tří sezónních událostí (každá trvala 1–2 měsíce). Mokrá depozice a pokles penetrace byly shromažďovány odděleně a pasivní vzorkovače vzduchu byly rozmístěny v otevřeném prostoru pro sběr GEM. V následujícím roce jsme na základě vysokých rychlostí depozice naměřených v prvním roce instalovali kolektory na šest dalších lesních pozemcích v Los Amigos. Mapy pěti vzorkovacích míst jsou zobrazeny jako žluté kruhy. Dvě lokality (Boca Manu, Chilive) se nacházejí v oblastech daleko od řemeslné těžby zlata a tři lokality (Los Amigos, Boca Colorado a Laberinto) se nacházejí v oblastech zasažených těžbou, přičemž hornická města jsou zobrazena jako modré trojúhelníky. Obrázek ukazuje typický Odlehlá zalesněná a odlesněná oblast ovlivněná těžbou. Na všech obrázcích představuje přerušovaná čára dělicí čáru mezi dvěma odlehlými lokalitami (vlevo) a třemi lokalitami ovlivněnými těžbou (vpravo).B Koncentrace plynné elementární rtuti (GEM) na každé lokalitě v období sucha v roce 2018 (n = 1 nezávislý vzorek na lokalitu; čtvercové symboly) a v období dešťů (n = 2 nezávislé vzorky; čtvercové symboly).C Celkové koncentrace rtuti ve srážkách sebraných v lesních (zelený boxplot) a odlesňovacích (hnědý boxplot) oblastech během období sucha v roce 2018. Pro všechny boxploty čáry představují mediány, boxy znázorňují Q1 a Q3, vousy představují 1,5násobek interkvartilního rozpětí (n = 5 nezávislých vzorků na lesní lokalitu, n = 4 nezávislé vzorky na vzorek z odlesňovacího místa).D Celkové koncentrace rtuti v listech sebraných z koruny Ficus insipida a Inga feuillei během období sucha v roce 2018 (levá osa; tmavě zelené čtvercové a světle zelené trojúhelníkové symboly) a z hromadného odpadu na zemi. (pravá osa; olivově zelené kruhové symboly). Hodnoty jsou zobrazeny jako průměr a směrodatná odchylka (n = 3 nezávislé vzorky na lokalitu pro živé listy, n = 1 nezávislý vzorek pro odpadky). Celkové koncentrace rtuti v ornici (horní 0-5 cm) odebrané v lesních (zelený boxplot) a odlesňovacích (hnědý boxplot) oblastech během období sucha roku 2018 (n = 3 nezávislé vzorky na lokalitu). Data pro ostatní období jsou uvedena na obrázku 1.S1 a S2. Atmosférické koncentrace rtuti (GEM) byly v souladu s našimi předpověďmi, s vysokými hodnotami v okolí aktivit ASGM – zejména v okolí měst spalujících amalgám rtuti a zlata – a nízkými hodnotami v oblastech daleko od aktivních těžebních oblastí (obr. 2B). V odlehlých oblastech jsou koncentrace GEM pod globálním průměrem pozadí na jižní polokouli, který činí přibližně 1 ng m-326. Naproti tomu koncentrace GEM ve všech třech dolech byly 2–14krát vyšší než ve vzdálených dolech a koncentrace v blízkých dolech (až 10,9 ng m-3) byly srovnatelné. v porovnání s hodnotami v městských a městských oblastech a někdy překračovaly hodnoty v USA, průmyslových zónách v Číně a Koreji 27. Tento vzorec GEM v Madre de Dios je v souladu s pálením amalgámu rtuti a zlata jako hlavním zdrojem zvýšené atmosférické rtuti v této odlehlé oblasti Amazonie. Zatímco koncentrace GEM na mýtinách sledovaly blízkost těžby, celkové koncentrace rtuti v pronikajících vodopádech závisely na blízkosti těžby a struktuře lesního porostu. Tento model naznačuje, že samotné koncentrace GEM nepředpovídají, kde se v krajině bude ukládat vysoká rtuť. Nejvyšší koncentrace rtuti jsme naměřili v neporušených vzrostlých lesích v oblasti těžby (obr. 2C). Los Amigos Conservation Conservation měla nejvyšší průměrné koncentrace celkové rtuti v období sucha (rozsah: 18-61 ng L-1) uváděné v literatuře a byly srovnatelné s úrovněmi naměřenými na místech kontaminovaných těžbou cinabaritu a průmyslovým spalováním uhlí. Rozdíl, 28 v Guizhou, Čína. Podle našich znalostí tyto hodnoty představují maximální roční propustnost toků rtuti vypočítaných s použitím koncentrací rtuti v období sucha a dešťů a srážek (71 µg m-2 rok-1; Doplňková tabulka 1).Dvě další těžební lokality neměly zvýšené hladiny celkové rtuti ve srovnání se vzdálenými lokalitami (rozsah: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 rok-1).S výjimkou Hg měly v těžební oblasti zvýšenou propustnost pouze hliník a mangan, pravděpodobně v důsledku kácení půdy souvisejícího s těžbou; všechny ostatní naměřené hlavní a stopové prvky se mezi těžebními a odlehlými oblastmi nelišily (Doplňkový datový soubor 1), což je zjištění v souladu s dynamikou rtuti v listech29 a spalováním amalgámu ASGM, spíše než vzdušným prachem, jako hlavním zdrojem rtuti v pronikajícím spádu. Kromě toho, že listy rostlin slouží jako adsorbenty pro částicovou a plynnou rtuť, mohou přímo absorbovat a integrovat GEM do tkání30,31.Ve skutečnosti je odpad na lokalitách v blízkosti aktivity ASGM hlavním zdrojem ukládání rtuti.Průměrné koncentrace Hg (0,080–0,22 µg g−1) naměřené v živých listech koruny ze všech tří těžebních lokalit překročily publikované hodnoty pro mírné, boreální a alpské lesy v Severní Americe, Evropě a Asii. stejně jako jiné amazonské lesy v Jižní Americe, nacházející se v Jižní Americe. Odlehlé oblasti a blízké bodové zdroje 32, 33, 34. Koncentrace jsou srovnatelné s koncentracemi hlášenými pro listovou rtuť v subtropických smíšených lesích v Číně a atlantských lesích v Brazílii (obr. 2D) 32, 33, 34. Podle modelu GEM byly nejvyšší celkové koncentrace rtuti v hromadném odpadu a listech koruny naměřeny v sekundárních lesích v oblasti těžby. Odhadované toky rtuti v odpadu však byly nejvyšší v neporušeném primárním lese v dole Los Amigos, pravděpodobně kvůli větší hmotnosti odpadu. Vynásobili jsme dříve hlášenou peruánskou Amazonii 35 rtutí naměřenou v odpadu (průměr mezi obdobím dešťů a sucha) (obr. 3A). Tento vstup naznačuje, že blízkost těžebních oblastí a pokryv korunami stromů významně přispívají k zatížení rtutí v ASGM v tomto regionu. Data jsou uvedena v lese A a oblasti odlesňování B. Odlesněné oblasti Los Amigos jsou mýtiny polních stanic, které tvoří malou část celkové rozlohy. Toky jsou znázorněny šipkami a vyjádřeny v µg m-2. rok-1. Pro horní vrstvy půdy 0-5 cm jsou bazény znázorněny jako kruhy a vyjádřeny v μg m-2. Procento představuje procento rtuti přítomné v bazénu nebo toku ve formě methylrtuti. Průměrné koncentrace mezi obdobími sucha (2018 a 2019) a obdobími dešťů (2018) pro celkovou rtuť prostřednictvím srážek, hromadných srážek a odpadků, pro odhady zatížení rtutí ve větším měřítku. Data o methylrtuti jsou založena na období sucha 2018, jediném roce, pro který byla měřena. Informace o výpočtech sdružování a toku viz „Metody“. C Vztah mezi celkovou koncentrací rtuti a indexem listové plochy v osmi grafech organizace Los Amigos Conservation Conservation, založený na běžné regresi nejmenších čtverců. D Vztah mezi celkovou koncentrací rtuti ve srážkách a celkovou koncentrací rtuti v povrchové půdě pro všech pět lokalit v lesních (zelené kruhy) a odlesňovacích (hnědé trojúhelníky) oblastech, podle běžné regrese nejmenších čtverců (chybové úsečky ukazují směrodatnou odchylku). Pomocí dlouhodobých dat o srážkách a odpadcích jsme byli schopni škálovat měření penetrace a obsahu rtuti v odpadcích ze tří kampaně s cílem poskytnout odhad ročního toku rtuti v atmosféře pro koncesi na ochranu přírody Los Amigos (penetrace + množství odpadků + srážky) pro předběžný odhad. Zjistili jsme, že toky rtuti v atmosférickém prostředí v lesních rezervacích sousedících s aktivitou ASGM byly více než 15krát vyšší než v okolních odlesněných oblastech (137 oproti 9 µg Hg m-2 rok-1; obrázek 3 A,B). Tento předběžný odhad hladin rtuti v Los Amigos překračuje dříve hlášené toky rtuti v blízkosti bodových zdrojů rtuti v lesích v Severní Americe a Evropě (např. spalování uhlí) a je srovnatelný s hodnotami v průmyslové Číně 21,36. Celkově přibližně 94 % celkové depozice rtuti v chráněných lesích Los Amigos je produkováno suchou depozicí (penetrace + odpadky - srážková rtuť), což je příspěvek mnohem vyšší než u většiny ostatních lesních krajin na světě. Tyto výsledky zdůrazňují zvýšené hladiny rtuti vstupující do lesů suchou depozicí z ASGM a význam lesního porostu při odstraňování rtuti pocházející z ASGM z atmosféry. Předpokládáme, že vysoce obohacený vzorec depozice rtuti pozorovaný v zalesněných oblastech v blízkosti aktivity ASGM není... jedinečné pro Peru. Naproti tomu odlesněné oblasti v těžebních oblastech mají nižší hladiny rtuti, zejména v důsledku silných srážek, s malým příjmem rtuti prostřednictvím spadnutí a odpadků. Koncentrace celkové rtuti v objemových sedimentech v oblasti dolu byly srovnatelné s koncentracemi naměřenými v odlehlých oblastech (obr. 2C). Průměrné koncentrace (rozsah: 1,5–9,1 ng L-1) celkové rtuti v objemových srážkách v období sucha byly nižší než dříve hlášené hodnoty v Adirondackých horách New Yorku37 a byly obecně nižší než v odlehlých oblastech Amazonie38. Proto byl objemový přísun rtuti do srážek v sousední odlesněné oblasti nižší (8,6–21,5 µg Hg m-2 rok-1) ve srovnání s GEM, spadnutím a koncentracemi odpadků v místě těžby a neodráží blízkost těžby. Protože ASGM vyžaduje odlesňování,2,3 vykácené oblasti, kde se koncentrují těžební činnosti, mají nižší přísun rtuti z atmosférické depozice než blízké zalesněné oblasti, ačkoli jsou pravděpodobné neatmosférické přímé úniky ASGM (jako jsou úniky elementární rtuti nebo hlušiny). být velmi vysoká. Vysoká 22. Změny v tocích rtuti pozorované v peruánské Amazonii jsou způsobeny velkými rozdíly v rámci lokalit a mezi nimi během období sucha (les a odlesňování) (obr. 2). Naproti tomu jsme pozorovali minimální rozdíly v rámci lokalit a mezi lokalitami, stejně jako nízké toky rtuti během období dešťů (doplňkový obr. 1). Tento sezónní rozdíl (obr. 2B) může být způsoben vyšší intenzitou těžby a produkce prachu v období sucha. Zvýšené odlesňování a snížené srážky během období sucha mohou zvýšit produkci prachu, a tím zvýšit množství atmosférických částic, které absorbují rtuť. Produkce rtuti a prachu během období sucha může přispívat k vzorcům toku rtuti v rámci odlesňování ve srovnání se zalesněnými oblastmi koncese na ochranu přírody Los Amigos. Vzhledem k tomu, že vstupy rtuti z ASGM v peruánské Amazonii se ukládají do suchozemských ekosystémů primárně interakcemi s lesním porostem, testovali jsme, zda by vyšší hustota stromového porostu (tj. index listové plochy) vedla k vyšším vstupům rtuti. V nedotčeném lese koncese na ochranu přírody Los Amigos jsme shromáždili opad ze 7 lesních ploch s různou hustotou porostu. Zjistili jsme, že listová plocha Index byl silným prediktorem celkového příjmu rtuti opadem a průměrná celková koncentrace rtuti opadem se zvyšovala s indexem listové plochy (obr. 3C). Příjem rtuti opadem ovlivňuje také mnoho dalších proměnných, včetně věku listů34, drsnosti listů, hustoty průduchů, rychlosti větru39, turbulence, teploty a období před suchem. V souladu s nejvyššími mírami depozice rtuti měla ornice (0-5 cm) lesního areálu Los Amigos nejvyšší celkovou koncentraci rtuti (140 ng g-1 v období sucha v roce 2018; obr. 2E). Koncentrace rtuti byly navíc obohaceny v celém měřeném vertikálním půdním profilu (rozsah 138–155 ng g-1 v hloubce 45 cm; doplňkový obr. 3). Jediným místem, které vykazovalo vysoké koncentrace rtuti v povrchové půdě během období sucha v roce 2018, bylo místo odlesňování poblíž hornického města (Boca Colorado). Na tomto místě jsme předpokládali, že extrémně vysoké koncentrace mohou být způsobeny lokalizovanou kontaminací elementární rtutí během tavení, protože koncentrace v hloubce nestoupaly. (>5 cm). Podíl atmosférické depozice rtuti ztracené únikem z půdy (tj. rtuť uvolněná do atmosféry) v důsledku krytí korunami stromů může být také mnohem nižší v zalesněných oblastech než v odlesněných oblastech40, což naznačuje, že významná část rtuti je ukládána do ochrany přírody. Tato oblast zůstává v půdě. Celkové zásoby rtuti v půdě v primárním lese chráněné oblasti Los Amigos Conservation Conservation byly 9100 μg Hg m-2 v prvních 5 cm a přes 80 000 μg Hg m-2 v prvních 45 cm. Vzhledem k tomu, že listy primárně absorbují atmosférickou rtuť, spíše než půdní rtuť30,31, a poté tuto rtuť transportují do půdy padajícím způsobem, je možné, že vysoká míra depozice rtuti řídí pozorované vzorce v půdě. Zjistili jsme silnou korelaci mezi průměrnými celkovými koncentracemi rtuti v ornici a celkovými koncentracemi rtuti ve všech lesních oblastech, zatímco v odlesněných oblastech nebyl zjištěn žádný vztah mezi rtutí v ornici a celkovými koncentracemi rtuti v silných srážkách (obr. 3D). Podobné vzorce byly patrné také ve vztahu mezi zásobami rtuti v ornici a celkovými toky rtuti v zalesněných oblastech. oblasti, ale ne v oblastech odlesňování (zásoby rtuti v ornici a celkové srážky, celkové toky rtuti). Téměř všechny studie znečištění rtutí na suchu spojeného s ASGM se omezovaly na měření celkové rtuti, ale koncentrace methylrtuti určují biologickou dostupnost rtuti a následnou akumulaci a expozici živin. V suchozemských ekosystémech je rtuť methylována mikroorganismy za anoxických podmínek41,42, takže se obecně předpokládá, že horské půdy mají nižší koncentrace methylrtuti. Poprvé jsme však zaznamenali měřitelné koncentrace MeHg v amazonských půdách poblíž ASGM, což naznačuje, že zvýšené koncentrace MeHg sahají za hranice vodních ekosystémů a do suchozemského prostředí v těchto oblastech postižených ASGM, včetně těch, které jsou během období dešťů zanořeny. Půda a ty, které zůstávají suché po celý rok. Nejvyšší koncentrace methylrtuti v ornici během období sucha v roce 2018 se vyskytly ve dvou zalesněných oblastech dolu (rezervace Boca Colorado a Los Amigos; 1,4 ng MeHg g−1, 1,4 % Hg jako MeHg a 1,1 ng MeHg g−1, v uvedeném pořadí, na úrovni 0,79 % Hg (jako MeHg). Vzhledem k tomu, že tato procenta rtuti ve formě methylrtuti jsou srovnatelná s jinými suchozemskými lokalitami po celém světě (doplňkový obr. 4), zdá se, že vysoké koncentrace methylrtuti jsou způsobeny spíše vysokým celkovým příjmem rtuti a vysokým ukládáním celkové rtuti v půdě než čistou přeměnou dostupné anorganické rtuti na methylrtuť (doplňkový obr. 5). Naše výsledky představují první měření methylrtuti v půdách poblíž ASGM v peruánské Amazonii. Podle [doplňkový obr. 5] Jiné studie uvádějí vyšší produkci methylrtuti v zaplavených a suchých krajinách43,44 a očekáváme vyšší koncentrace methylrtuti v blízkých lesních sezónních a trvalých mokřadech, které čelí podobnému zatížení rtutí. Ačkoli methylrtuť [doplňkový obr. 5] Zda existuje riziko toxicity pro suchozemskou divokou zvěř v blízkosti těžby zlata, je třeba teprve určit, ale tyto lesy v blízkosti ASGM mohou být ohnisky bioakumulace rtuti v suchozemských potravních sítích. Nejdůležitějším a novým důsledkem naší práce je zdokumentovat transport velkého množství rtuti do lesů sousedících s ASGM. Naše data naznačují, že tato rtuť je dostupná v [doplňkový obr. 5] a pohybuje se jím. suchozemské potravní sítě. Kromě toho je v biomase a půdě uloženo značné množství rtuti, které se pravděpodobně uvolní při změnách ve využívání půdy4 a lesních požárech45,46. Jihovýchodní peruánská Amazonie je jedním z biologicky nejrozmanitějších ekosystémů obratlovců a hmyzu na Zemi. Vysoká strukturální složitost v nedotčených starověkých tropických lesích podporuje biodiverzitu ptáků48 a poskytuje výklenky pro širokou škálu druhů žijících v lesích49. V důsledku toho je více než 50 % oblasti Madre de Dios označeno za chráněnou půdu nebo národní rezervaci50. Mezinárodní tlak na kontrolu nelegální činnosti ASGM v Národní rezervaci Tambopata v posledním desetiletí výrazně vzrostl, což vedlo k rozsáhlému vynucovacímu opatření (Operación Mercurio) peruánské vlády v roce 2019. Naše zjištění však naznačují, že složitost lesů, které tvoří základ biodiverzity Amazonie, činí region vysoce zranitelným vůči zatěžování a ukládání rtuti v krajině se zvýšenými emisemi rtuti souvisejícími s ASGM, což vede ke globálním tokům rtuti vodou. Nejvyšší hlášené měření množství je založeno na našich předběžných odhadech zvýšeného toku rtuti v odpadcích v nedotčených lesích poblíž ASGM. Zatímco naše výzkumy Pokud k nim došlo v chráněných lesích, vzorec zvýšeného příjmu a zadržování rtuti by se vztahoval na jakýkoli starý primární les v blízkosti činnosti ASGM, včetně ochranných zón, takže tyto výsledky jsou v souladu s chráněnými a nechráněnými lesy. Chráněné lesy jsou si podobné. Rizika ASGM pro rtuťové krajiny proto nesouvisejí pouze s přímým dovozem rtuti prostřednictvím atmosférických emisí, úniků a hlušiny, ale také se schopností krajiny zachycovat, ukládat a přeměňovat rtuť na biologicky dostupné formy. související s potenciálem. methylrtuť, což ukazuje rozdílné účinky na globální zásobárny rtuti a suchozemskou divokou zvěř v závislosti na lesním porostu v blízkosti těžby. Sekvestrací atmosférické rtuti mohou nedotčené lesy v blízkosti řemeslné a drobné těžby zlata snížit rizika rtuti pro blízké vodní ekosystémy a globální atmosférické rezervoáry rtuti. Pokud jsou tyto lesy vykáceny pro rozšířenou těžbu nebo zemědělskou činnost, zbytková rtuť se může přenést z pevniny do vodních ekosystémů lesními požáry, únikem a/nebo odtokem45, 46, 51, 52, 53. V peruánské Amazonii se ročně při ASGM spotřebuje asi 180 tun rtuti54, z čehož asi čtvrtina se vypustí do atmosféra55, s ohledem na koncesi na ochranu přírody v Los Amigos. Tato oblast je přibližně 7,5krát větší než celková plocha chráněné půdy a přírodních rezervací v regionu Madre de Dios (přibližně 4 miliony hektarů), který má největší podíl chráněné půdy v jakékoli jiné peruánské provincii, a tyto rozsáhlé oblasti nedotčených lesních pozemků. Částečně mimo poloměr ukládání ASGM a rtuti. Sekvestrace rtuti v nedotčených lesích tedy nestačí k tomu, aby zabránila vstupu rtuti pocházející z ASGM do regionálních a globálních atmosférických zásobáren rtuti, což naznačuje důležitost snižování emisí rtuti z ASGM. Osud velkého množství rtuti uložené v suchozemských systémech je do značné míry ovlivněn politikami ochrany přírody. Budoucí rozhodnutí o tom, jak hospodařit s nedotčenými lesy, zejména v oblastech v blízkosti aktivity ASGM, mají tedy důsledky pro mobilizaci a biologickou dostupnost rtuti nyní i v nadcházejících desetiletích. I kdyby lesy dokázaly absorbovat veškerou rtuť uvolněnou v tropických lesích, nebyl by to všelék na znečištění rtutí, protože i suchozemské potravní sítě mohou být vůči rtuti zranitelné. O koncentracích rtuti v biotě v těchto nedotčených lesích víme jen velmi málo, ale tato první měření suchozemských ložisek rtuti a methylrtuti v půdě naznačují, že vysoké hladiny rtuti v půdě a vysoký obsah methylrtuti mohou zvýšit expozici lidí žijících v těchto lesích. Rizika pro spotřebitele s vysokou nutriční hodnotou. Data z předchozích studií o bioakumulaci rtuti v suchozemských lesích mírného pásma zjistila, že koncentrace rtuti v krvi ptáků korelují s koncentracemi rtuti v sedimentech a zpěvní ptáci, kteří se živí potravou pocházející výhradně z půdy, mohou vykazovat koncentrace rtuti. Zvýšené 56,57. Zvýšená expozice rtuti u zpěvných ptáků je spojena se sníženou reprodukční výkonností a úspěšností, sníženým přežitím potomků, zhoršeným vývojem, změnami chování, fyziologickým stresem a úmrtností.58,59. Pokud tento model platí pro peruánskou Amazonii, mohly by vysoké toky rtuti, ke kterým dochází v nedotčených lesích, vést k vysokým koncentracím rtuti u ptáků a dalších biot s možnými nepříznivými účinky. To je obzvláště znepokojivé, protože tento region je globálním ohniskem biodiverzity.60. Tyto výsledky podtrhují důležitost prevence řemeslné a drobné těžby zlata v národních chráněných oblastech a ochranných zónách, které je obklopují. Formalizace aktivit ASGM15,16 může být mechanismem, který zajistí, že chráněné pozemky nebudou využívány. Abychom posoudili, zda se rtuť usazená v těchto zalesněných oblastech dostává do suchozemského potravního řetězce, změřili jsme ocasní pera několika rezidentních zpěvných ptáků z rezervace Los Amigos (postižené těžbou) a biologické stanice Cocha Cashu (nepostižení staří ptáci). Celková koncentrace rtuti. Plegopsis nigromaculata a ovocný eater pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] vs. 0,9 μg g-1 [n = 2], 4,1 [n = 10] vs. 1,4 μg G-1 [n = 2], 0,3 [n = 46] 0,1 μg G-1 [n = 2]). Amigos, 3 překročil EC10 (efektivní koncentrace pro 10% snížení Údaje byly shromážděny na konzervách zachování LOS Amigos (n = 10 pro myrmotherula axillaris [podrostný invertivore] a flegopsi nigromaculata [Ant-Folling Invertivore], n = 46 pro pipra fasciicauda [Frugivore]; Symbol odlehlého trojúhelníku) a symbol odlehlého trojúhelníku); (ECS) je prokázáno, že snižuje reprodukční úspěch o 10%, 20% a 30% (viz EVERS58). Bird fotografie upravené ze Schulenberg65. Od roku 2012 se rozsah ASGM v peruánském Amazonu zvýšil o více než 40% v chráněných oblastech a o 2,25 nebo více v nechráněných oblastech. Nakonfigurované používání rtuti v řemeslném a malém měřítku zlaté těžby může mít devastovací účinky na volně žijící zvířata, aby se zvýšily na potenciál na postihu, na které se mohou zvýšit na pedál, na základě postihu, na které se mohou zvýšit na pedán, na základě pedantního, který může mít na trva Odlesňování a lesní požáry61,62. a reaktivace k maximalizaci kontaminačního potenciálu. Nalezení, že pozemská biota může být vystavena značnému riziku kontaminace rtuti z ASGM, by mělo poskytnout další impuls pro pokračující úsilí o snížení uvolnění rtuti z ASG. Máme pět stanic do 200 km od řeky Madre de Dios. Vybrali jsme vzorkovací místa založená na jejich blízkosti intenzivní aktivity ASGM, přibližně 50 km mezi každým místem odběru vzorků, přístupné přes řeku Madre de Dios (obr. 2a). místa ". Vybrali jsme tři místa v těžební oblasti, dále jen„ těžební místa “, dvě těžební místa v sekundárním lese poblíž měst Boca Colorado a LaBerinto a jedno těžba v neporušeném primárním lese. Amalgam je častým výskytem, ​​ale přesná poloha a množství nejsou známy, protože tyto činnosti jsou často nezákonné a tajné; Handheld Garmin GPS. Nasadili jsme pasivní vzorkovače vzduchu pro rtuť na každém z našich pěti míst během suchého období 2018 (červenec-srpen 2018) a období dešťů 2018 (prosinec 2018-leden 2019) po dobu dvou měsíců (PA). (GEM) Pasivní difúzí a adsorpcí na uhlíkový sorbent impregnovaný sírou (HGR-AC) prostřednictvím radiello © Difúzní bariéry. Difúzní bariéra PAS působí jako bariéra proti průchodu plynných druhů organického rtuti; Proto je pouze GEM adsorbován na uhlík 64. Použili jsme plastové kabelové vazby k připevnění PA k příspěvku asi 1 m nad zemí. Všechny vzorkovače byly utěsněny parafilmem nebo uloženy v opětovném odvíjejícím s dvojité vrstvy před a po nasazení. Během nasazení všech pěti míst odběru vzorků jsme umístili tři sběratelé srážek pro analýzu rtuti a dva sběratele pro další chemické analýzy a čtyři průchozí sběratelé pro analýzu rtuti na místě odlesňování. Sběratel a dva sběratelé pro jiné chemické analýzy. Sběratelé jsou od sebe jeden metr. láhev; Všichni ostatní sběratelé pro chemickou analýzu obsahovali 250 ml láhev. Tyto vzorky byly udržovány chlazené až do mrazáku, poté odeslány do Spojených států na ledě a poté zůstaly zmrazeny, dokud se sběratel pro rtuť analýzy skládá ze skleněné trychtýře procházející novým polymerem polythenu-testefín-testeč tereththate-tereththates-tereththal glyfthal glyfthal glyfthal glyfthal glyfthal glyfthalun-therethtthates-tereththal-terethen-copolytestern glyfthalun glyfthal-butylen-styl-butylen-styl-butylen-styl-butylen-styl-butylen-styl-butylen-styl-butylen-styl-butylen-styl-butylen-styl. (PETG) láhev se smyčkou, která působí jako zámek páry. Při nasazení bylo všech 250 ml petg lahví okyseleno 1 ml stopového kovového stupně kyseliny chlorovodíku (HC1) a všech 500 ml petg lahví bylo okyseleno s 2 ml stopové kovové stupně HCL. působí jako parní zámek. Všechny skleněné lesk, plastové námořní a polyethylenové lahve byly před nasazením promyty. při 4 ° C až do analýzy. Předpřirozené studie použití této metody ukázaly 90-110% zotavení pro laboratorní mezery pod detekčním limitem a standardní hroty37. Další lesní grafy v Los Amigos. Shromáždili jsme čerstvý vrh ("Bulk Litter") v plastových koštech podléhaných pletivem (n = 5) během období dešťů v roce 2018 na všech pěti lokalitách lesů a během období sucha v roce 2019 v roce 2019 na pozemku los amigos byl v pozemku s lidským vzorem (n = 5). Košské koše jsou umístěny do jednoho metru od sběratele vody. Shromáždili jsme objem vrh jako vzorky pozemního vrhu během období sucha v roce 2018, období dešťů 2018 a v období sucha v roce 2019. Během sucha v roce 2019 jsme také shromažďovali velké množství vrhu napříč všemi ledovými plochy. až do zpracování. Shromáždili jsme vzorky půdy ve trojím (n = 3) ze všech pěti míst (otevřené a baldachýn) a lahok Los Amigos během období sucha v roce 2019 během všech tří sezónních událostí. Všechny vzorky půdy byly odebrány v jednom metru sběratelů srážky. cm hluboko a rozdělovali je do pěti hloubkových segmentů. Standardní referenční materiál 3133 (HG Standardní roztok, 10,004 mg G-1) s detekčním limitem 0,5 ng Hg.le provedl kontinuální ověření kalibrace (CCV) pomocí NIST SRM 3133 a kontrolních standardů kvality (QCS) pomocí NIST 1632E (bituminující uhlí, 135,1 mg G-1). prášek, a zakryl jej tenkou vrstvou hydroxidu hlinitého (Al (OH) 3) prášek67. Měřili jsme celkový obsah Hgr-Ac v každém vzorku, abychom odstranili jakoukoli nehomogenitu v Hg distribuci v Hgr-Ac sorbent. Z každého místa byl odebrán pouze jeden vzorek PAS pro měření koncentrace během sezóny sucha v roce 2018, kontrola kvality metody a jistota 2 A s detekčním limitem 0,5 ng L-1. Vzorky půdy a listů zamrzneme po dobu pěti dnů. Homogenizovali jsme vzorky a analyzovali je na celkovou rtuť tepelným rozkladem, katalytickým redukcí, fúzí, desorpcí a atomové absorpční spektroskopií (EPA Metoda 7473) jsme provedli DMA-80). Pro rozsah suchých období jsme provedli DMA-83333333333333333333333333333333333333333333 let, provedli jsme Spektroskopií EPA (EPA. 1005 ng G-1) a Národní rada pro výzkum v Kanadě certifikované referenční materiál Mess-3 (Marine Sediment, 91 ng G-1). Kalibrace. Použili jsme NIST 1633C pro CCV a MS a MSS-3 pro QCS s detekčním limitem 0,2 ng Hg. Pro vzorky mokré sezóny 2018 a 2019 jsme kalibrovali DMA-80 s použitím metrů Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1,0 ng l-1). Použili jsme standardní referenční materiál NIST 2709a (San Joaquin půda, 1100 ng G-1) pro CCV a MS a kolej-4 a přijímací hodnoty, které jsme analyzovali, a přijímající se v duchovních hodnotách a přijímacích hodnotách v duchovních v duchovních hodnotách a přijímacích hodnotách a přijatelnými hodnotami a v duchovních hodnotách v duscích Mezi těmito dvěma vzorky byly v rámci 10%. Výtěžky z průměr pro všechny standardy a maticové hroty byly v rámci 10% při přijatelných hodnotách a všechny mezery byly BDL. Všechny hlášené koncentrace jsou suché hmotnosti. Analyzovali jsme methylmerní ve vzorcích vody ze všech tří sezónních aktivit, vzorků listů z období sucha 2018 a vzorky půdy ze všech tří sezónních činností. Vzorky vody jsme extrahovali s kyselinou stopovou stupnou po dobu nejméně 24 hodin po dobu nejméně 24 hodin po dobu nejméně 55 ° C přinejmenším po dobu 55 ° C přinejmenším po dobu 55 ° C po dobu nejméně 55 ° C po dobu nejméně 55 ° C po dobu nejméně 48 hodin po dobu 55 ° C po dobu 55 ° C po dobu 55 ° C po dobu 55 ° C po dobu 55 ° C po dobu 55 ° Toxikologická laboratoř (Portland, Maine, USA), limit detekce metody byl 0,001 μg G-1. Kalibrován DMA-80 pomocí DOLT-5 (játra Dogfish, 0,44 μg G-1), CE-464 (5,24 μg G-1) a NIST 2710a (Montana, 9,888 μg G-1). Obnovení Qcs.average pro všechny standardy byly do 5% při přijatelných hodnotách a všechny mezery byly BDL. Všechny repliky byly v rámci 15% RPD. Pro filtrování vzorků vody používáme 0,45 μm membránové filtry pro další chemickou analýzu. Analyzovali jsme vzorky vody pro anionty (chlorid, dusičnan, síran) a kationty (vápník, hořčík, draslík, sodík) pomocí iontové chromatografie (EPA metoda 4110b) [UPEPA, 2017) ICS 2000 Iontový chromatograf. Všechny standardy získané v rámci 10% přijatelných hodnot a všechny mezery byly BDL. Používáme Thermofisher X-Series II k analýze stopových prvků ve vzorcích vody ve vodě indukčně vázanou plazmatickou hmotnostní spektrometrií. Všechny toky a bazény uvedené v textu a obrázcích používají průměrné hodnoty koncentrace pro suché a deštivé období. Viz Doplňková tabulka 1 pro odhady bazénů a toků (průměrné roční toky pro obě roční období) pomocí minimálního a maximálního měřeného koncentrací a ve výpočtu rtuťové fluxy a fluxy rtuť a rtuku a rtuku a lyptováme jsme z lesních fluxů a lym. Odlesňování z hromadných srážek HG Deposition.Usering Daily Dešťová srážky od Los Amigos (shromážděné jako součást EBLA a dostupné na ACCA na vyžádání) jsme vypočítali průměrné kumulativní roční srážky za poslední desetiletí (2009–2018), aby byly přibližně za to 2500 mm yr-1. Poznamenejte se, že v kalendářním roce 2018 se roční srážky blíží tomuto průměru (2468 mm), zatímco nejmokřejší měsíce (leden, únor a prosinec) představují asi polovinu ročního srážky (1288 mm 2468 mm). Proto používáme průměr koncentrací mokrých a suchých období ve všech výpočtech toku a bazénu. To nám také umožňuje zvážit nejen rozdíl ve srážkách mezi mokrými a suchými obdobími, ale také rozdíl v úrovni ASGM aktivity mezi těmito dvěma ročními obdobími. Porovnejte naše vypočítané toky rtuti, zatímco jiná studie vzala vzorky v suchých i mokrých obdobích a znovu odhadovaly naše toky pomocí pouze koncentrací rtuti v suché sezóně, když jiná studie vzala vzorky pouze v období sucha (např. 74). Abychom určili roční celkový obsah rtuti během srážek, hromadných srážek a vrhu v Los Amigos, použili jsme rozdíl mezi Los Amigos, kde jsou k dispozici dlouhodobé datové sady srážek a kde kompletní struktura lesů umožňuje použití dříve shromážděných odhadů vrhu. Zpracováváme letové linie LiDAR pomocí pracovního postupu Gatoreye Multiscale Postprocessing, který automaticky vypočítá čistý sloučený bodový cloudový a rastrový produkty, včetně modelů digitálního výšky (DEM) při rozlišení 0,5 x 0,5 m. Použili jsme dem a vyčištěné mraky lidar bodové body (WGS-84, UTM měřiče) jako vstup (G-L-L-L-LAD), které vypočítají catored), které vypočítají catorel (G-LAD), které vypočítají a vyčištěné catoreed), které vypočítají a vyčištěné catoreore (G-L-LAD) (G-LAD), které vypočítají a vyčištěné catoreorey. Odhady plochy listů pro každý voxel (M3) (M2) přes zemi v horní části baldachýnu při rozlišení 1 x 1 × 1 m a odvozené LAI (součet LAD v každém 1 x 1 m svislém sloupci). LAI hodnota každého vyneseného GPS bodu se poté extrahuje. Provedli jsme všechny statistické analýzy pomocí statistického softwaru R. verze 3.6.1 a všech vizualizací pomocí GGPLOT2. Provedli jsme statistické testy pomocí alfa 0,05. Vztah mezi dvěma kvantitativními proměnnými byl hodnocen pomocí běžné regrese nejmenších čtverců. Provedli jsme srovnání mezi místy pomocí neparametrického Kruskalového testu a párového Wilcoxova testu. Všechna data obsažená v tomto rukopisu lze nalézt v doplňujících informacích a přidružených datových souborech. Konzervación Amazónica (ACCA) poskytuje údaje o srážení na vyžádání. Rada pro obranu přírodních zdrojů.ARTISANAL GOLD: Příležitosti pro odpovědné investice-shrnutí. Investing v shrnutí Artisanal Gold shrnutí V8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/investing-artisanal-gold-summary.pdf (2016). Asner, GP & Tupayachi, R. Zrychlila ztráta chráněných lesů v důsledku těžby zlata v peruánském Amazonu.environment.Reservoir.wright.12, 9 (2017). Espejo, JC et al.Deforestation a degradace lesů z těžby zlata v peruánském Amazonu: 34letý Outlook. Snížení 10, 1–17 (2018). Gerson, Jr. a kol. Dethier, en, Sartain, SL & Lutz, DA zvýšené hladiny vody a sezónní inverze říčních suspendovaných sedimentů v tropické biologické rozmanitosti Hotspots v důsledku těžby řemeslného zlata.Process.National Academy of Sciences.science.us 116, 23936–23941 (2019). Abe, CA et al.Modeling účinků změny krajinného pokryvu na koncentrace sedimentu v amazonské pánvi se zlatem. Register.environment.Often.19, 1801–1813 (2019).