Nature.com'u ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederiz. Kullanmakta olduğunuz tarayıcı sürümü CSS için sınırlı desteğe sahiptir. En iyi deneyim için güncel bir tarayıcı kullanmanızı (veya Internet Explorer'da uyumluluk modunu kapatmanızı) öneririz. Bu arada, emin olmak için desteğin devam etmesi durumunda siteyi stiller ve JavaScript olmadan görüntüleyeceğiz.
Güney yarım küredeki zanaatkar ve küçük ölçekli altın madenciliğinden kaynaklanan cıva emisyonları, dünyanın en büyük cıva kaynağı olarak kömür yanmasını geride bırakıyor. El yapımı altın madenciliğinden büyük ölçüde etkilenen Peru Amazonu'ndaki cıva birikimini ve depolamasını inceliyoruz. Yakınlardaki Peru Amazonlarındaki bozulmamış ormanlar altın madenleri, atmosferde, gölgelik yapraklarında ve toprakta yüksek toplam ve metil cıva ile son derece yüksek cıva girdileri aldı. Burada, ilk kez, zanaatkar altın madenlerinin yakınındaki bozulmamış orman kanopilerinin, orantılı oranlarda büyük miktarlarda partikül ve gaz halinde cıva engellediğini gösteriyoruz. Amazon'un en korunan ve biyolojik çeşitlilik açısından zengin bölgelerinden bazılarında toprakta, biyokütlede ve yerleşik ötücü kuşlarda önemli miktarda cıva birikimini belgeliyoruz ve cıva kirliliğinin bu tropik ekosistemlerde modern ve gelecekteki koruma çabalarını nasıl sınırladığına dair önemli soruları gündeme getiriyoruz. .
Tropikal orman ekosistemleri için büyüyen bir zorluk, zanaatkar ve küçük ölçekli altın madenciliğidir (ASGM). Bu altın madenciliği türü, 70'den fazla ülkede, genellikle gayri resmi veya yasadışı olarak gerçekleşmektedir ve dünya altın üretiminin yaklaşık %20'sini oluşturmaktadır. yerel topluluklar için önemli bir geçim kaynağıdır, yaygın ormansızlaşma2,3, ormanların büyük ölçüde göletlere dönüştürülmesi4, yakındaki nehirlerde yüksek tortu içeriği5,6 ile sonuçlanır ve küresel atmosfere önemli bir katkıda bulunur Cıva (Hg) emisyonlarının ve en büyük tatlı su cıva kaynakları 7. Birçok yoğunlaştırılmış ASGM sahası, küresel biyoçeşitlilik sıcak noktalarında bulunur ve bu da çeşitlilik kaybına8, hassas türlerin9 ve insanın10,11,12 ve apeks yırtıcılarının13,14 yüksek cıvaya maruz kalmasına neden olur. Tahmini olarak 675-1000 ton Hg yr-1, ASGM operasyonlarından yıllık olarak uçucu hale gelir ve küresel atmosfere salınır7. Esnaf ve küçük ölçekli altın madenciliği tarafından büyük miktarlarda cıva kullanımı, ana kaynakları değiştirmiştir.küresel kuzeyden küresel güneye atmosferik cıva emisyonlarının, cıva kaderi, taşıma ve maruz kalma kalıpları üzerindeki etkileri ile birlikte. Bununla birlikte, bu atmosferik cıva emisyonlarının kaderi ve ASGM'den etkilenen arazilerdeki birikim ve birikim kalıpları hakkında çok az şey bilinmektedir.
Cıva ile ilgili Uluslararası Minamata Sözleşmesi 2017'de yürürlüğe girdi ve 7. Madde özellikle zanaatkar ve küçük ölçekli altın madenciliğinden kaynaklanan cıva emisyonlarını ele alıyor. ASGM'de, altını ayırmak için tortulara veya cevhere sıvı elemental cıva eklenir. Daha sonra amalgam ısıtılır, altının yoğunlaştırılması ve gaz halindeki elemental cıvanın (GEM; Hg0) atmosfere salınması. Bu, Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP) Küresel Merkür Ortaklığı, Birleşmiş Milletler Sınai Kalkınma Örgütü (UNIDO) ve STK'ların teşvik etme çabalarına rağmen. 2021'de bu yazı itibariyle, Peru dahil 132 ülke Minamata Sözleşmesini imzaladı ve ASGM ile ilgili cıva emisyonlarının azaltılmasını özel olarak ele almak için ulusal eylem planları geliştirmeye başladı. sosyoekonomik etkenleri ve çevresel tehlikeleri dikkate alarak kapsayıcı, sürdürülebilir ve bütünsel olun15,16,17,18.Çevredeki civanın sonuçlarını ele almaya yönelik mevcut planlar, madenciler ve amalgam yakma yakınında yaşayan insanları ve büyük miktarda yırtıcı balık tüketen toplulukları içeren, su ekosistemlerinin yakınında zanaatkar ve küçük ölçekli altın madenciliği ile ilişkili cıva risklerine odaklanmaktadır. Mesleki cıva maruziyeti Amalgamın yanmasından kaynaklanan cıva buharının solunması, balık tüketimi yoluyla diyetle cıvaya maruz kalma ve suda yaşayan gıda ağlarında cıva biyobirikimi, Amazon da dahil olmak üzere ASGM ile ilgili çoğu bilimsel araştırmanın odak noktası olmuştur.Daha önceki çalışmalar (örneğin bkz. Lodenius ve Malm19).
Karasal ekosistemler de ASGM'den kaynaklanan cıvaya maruz kalma riski altındadır. GEM, üç ana yoldan karasal araziye dönebildiği için ASGM'den salınan atmosferik Hg20 (Şekil 1): GEM, atmosferdeki parçacıklar tarafından emilebilir ve daha sonra bunlar tarafından yakalanır. yüzeyler;GEM, bitkiler tarafından doğrudan emilebilir ve dokularına dahil edilebilir;son olarak, GEM kuru olarak biriktirilebilen, atmosferik partiküllere adsorbe edilebilen veya yağmur suyuna sürüklenebilen Hg(II) türlerine oksitlenebilir. Bu yollar, yağmur suyu (yani, ağaç gölgesi boyunca yağış), çöp ve Islak çökelme, açık alanlarda toplanan tortudaki cıva akışlarıyla belirlenebilir. Kuru çökelme, altlıktaki cıva akışının toplamı ve sonbahardaki cıva akışının eksi yağıştaki cıva akışının toplamı olarak belirlenebilir. Bir dizi çalışma ASGM faaliyetine yakın bir yerde karasal ve sucul ekosistemlerde cıva zenginleşmesini belgelemiştir (örneğin, Gerson ve ark. 22'deki özet tabloya bakınız), muhtemelen hem tortul cıva girişi hem de doğrudan cıva salınımının bir sonucu olarak. ASGM yakınında cıva birikimi, cıva-altın amalgamının yanmasından kaynaklanıyor olabilir, bu Hg'nin bölgesel manzarada nasıl taşındığı ve farklı birikimlerin göreceli önemi belirsizdir.ASGM yakınındaki tüm yollar.
Gaz halindeki elemental cıva (GEM; Hg0) olarak yayılan cıva, peyzaja üç atmosferik yolla birikebilir. İlk olarak, GEM, su damlacıklarına sürüklenebilen ve ıslak veya ıslak olarak yaprak yüzeylerinde birikebilen iyonik Hg'ye (Hg2+) oksitlenebilir. kuru tortular.İkincisi, GEM'ler yapraklar tarafından yakalanan ve yakalanan iyonik Hg ile birlikte şelaleler yoluyla manzaraya yıkanan atmosferik partikül maddeyi (Hgp) adsorbe edebilir. çöp olarak peyzaj. Düşen su ve çöp ile birlikte toplam cıva birikiminin bir tahmini olarak kabul edilir. GEM ayrıca toprağa ve çöpe yayılıp adsorbe olabilmesine rağmen77, bu cıvanın karasal ekosistemlere girişi için birincil yol olmayabilir.
Gaz halindeki elemental cıva konsantrasyonlarının cıva emisyon kaynaklarından uzaklaştıkça azalmasını bekliyoruz. Manzaralara cıva birikiminin üç yolundan ikisi (düşme ve çöp yoluyla) bitki yüzeyleri ile cıva etkileşimlerine bağlı olduğundan, cıvanın hangi oranda olduğunu da tahmin edebiliriz. kuzey enlemlerinde kuzey ve ılıman ormanlarda yapılan gözlemlerle gösterildiği gibi, etki riski bitki örtüsü yapısı tarafından belirlenir23. Ancak, ASGM etkinliğinin sık sık gölgelik yapısının bulunduğu tropiklerde meydana geldiğini de biliyoruz. ve maruz kalan yaprak alanının nispi bolluğu büyük ölçüde değişir. Bu ekosistemlerdeki cıva biriktirme yollarının nispi önemi, özellikle yoğunluğu kuzey ormanlarında nadiren gözlenen cıva emisyon kaynaklarına yakın ormanlar için net bir şekilde ölçülmemiştir. Çalışmada aşağıdaki soruları soruyoruz: (1) Gaz halindeki elemental cıva konsantrasyonları vebiriktirme yolları ASGM'nin yakınlığına ve bölgesel gölgelik yaprak alanı indeksine göre değişir?(2) Toprak cıva depolaması atmosferik girdilerle ilişkili mi?(3) ASGM yakınlarındaki ormanda yaşayan ötücü kuşlarda yüksek cıva biyobirikiminin kanıtı var mı? Bu çalışma ASGM aktivitesine yakın cıva birikimi girdilerini ve gölgelik örtüsünün bu modellerle nasıl ilişkili olduğunu inceleyen ve Peru Amazon manzarasındaki metil cıva (MeHg) konsantrasyonlarını ilk ölçen ilk kişidir. Atmosferde GEM'i ve toplam yağış, penetrasyon, toplam ölçtük. Güneydoğu Peru'daki Madre de Dios Nehri'nin 200 kilometrelik bir kısmı boyunca orman ve ormansızlaştırılmış habitatlarda yapraklarda, çöplerde ve toprakta cıva ve metilcıva. Hg-altın amalgam yakan ASGM ve maden kasabalarına yakınlığın en önemli olacağını varsaydık. atmosferik Hg konsantrasyonlarını (GEM) ve ıslak Hg birikimini (yüksek yağış) yönlendiren faktörler.ee gölgelik yapısı,21,24 ayrıca ormanlık alanların bitişikteki ormansızlaştırılmış alanlardan daha yüksek cıva girdisine sahip olmasını bekliyoruz, bu da yüksek yaprak alanı indeksi ve cıva yakalama potansiyeli göz önüne alındığında, Bir nokta özellikle endişe verici. Bozulmamış Amazon Ormanı. maden kasabalarının yakınındaki ormanlarda yaşayanlar, madencilik alanlarından uzakta yaşayan faunadan daha yüksek cıva seviyelerine sahipti.
Araştırmalarımız, güneydoğu Peru Amazonu'ndaki Madre de Dios eyaletinde gerçekleşti; burada 100.000 hektardan fazla orman, korunan arazilere ve ulusal rezervlere bitişik ve bazen de içinde alüvyon ASGM3 oluşturmak üzere ormansızlaştırıldı. Bu batı Amazon bölgesindeki nehirler boyunca madencilik son on yılda önemli ölçüde arttı25 ve yüksek altın fiyatları ve okyanuslar arası otoyollar yoluyla şehir merkezlerine artan bağlantı ile artması bekleniyor Faaliyetler devam edecek 3. Madenciliği olmayan iki alan seçtik (Boca Manu ve Chilive , sırasıyla ASGM'den yaklaşık 100 ve 50 km) – bundan böyle “uzak sahalar” olarak anılacaktır – ve madencilik alanı içindeki üç saha – bundan sonra “uzak sahalar” maden sahası olarak anılacaktır (Şekil 2A).Madenlerden ikisi siteler, Boca Colorado ve La Bellinto kasabalarının yakınındaki ikincil ormanda bulunur ve bir maden sahası, Los Amigos Conservatio'da bozulmamış bir yaşlı ormanda bulunur.n İmtiyaz. Madenin Boca Colorado ve Laberinto madenlerinde, cıva-altın amalgamının yanmasından salınan cıva buharının sık sık meydana geldiğini, ancak bu faaliyetler genellikle gayri resmi ve gizli olduğu için tam yeri ve miktarı bilinmediğini unutmayın;madencilik ve cıvayı birleştireceğiz Alaşım yakma topluca “ASGM faaliyeti” olarak adlandırılır. Her sahada, hem kuru hem de yağışlı mevsimlerde açıklıklarda (ormansızlaşma alanları) ve ağaç gölgeliklerinin altında (orman) tortu örnekleyiciler kurduk. alanlar) toplam üç mevsimsel olay için (her biri 1-2 ay sürer) ) Islak çökelme ve penetrasyon düşüşü ayrı ayrı toplandı ve GEM toplamak için pasif hava örnekleyicileri açık alana yerleştirildi. ilk yılda ölçülen oranlar, toplayıcıları Los Amigos'ta altı ek orman arazisine kurduk.
Beş örnekleme noktasının haritaları sarı dairelerle gösterilmiştir. İki saha (Boca Manu, Chilive) zanaatkar altın madenciliğinden uzak bölgelerde ve üç saha (Los Amigos, Boca Colorado ve Laberinto) madencilikten etkilenen bölgelerde bulunuyor. , maden kasabaları mavi üçgenlerle gösterilmiştir. Resimde madencilikten etkilenen tipik bir uzak ormanlık ve ormansızlaşma alanı gösterilmektedir. Tüm şekillerde, kesikli çizgi iki uzak alan (solda) ve madencilikten etkilenen üç alan arasındaki ayrım çizgisini temsil eder ( sağ).B 2018 kurak mevsiminde (n = saha başına 1 bağımsız numune; kare semboller) ve ıslak mevsimde (n = 2 bağımsız numune; kare semboller) her sahadaki gaz halindeki elemental cıva (GEM) konsantrasyonları.C Toplam cıva konsantrasyonları 2018'in kurak mevsimi boyunca orman (yeşil kutu grafiği) ve ormansızlaşma (kahverengi kutu grafiği) alanlarında toplanan yağışlarda. Tüm kutu grafikleri için çizgiler medyanları, kutular Q1 ve Q3'ü, bıyıklar çeyrekler arası aralığın (n =Orman alanı başına 5 bağımsız örnek, n = ormansızlaşma alanı örneği başına 4 bağımsız örnek).D 2018'deki kurak mevsimde Ficus insipida ve Inga feuillei'nin gölgesinden toplanan yapraklardaki toplam cıva konsantrasyonları (sol eksen;sırasıyla koyu yeşil kare ve açık yeşil üçgen sembolleri) ve zemindeki toplu çöplerden (sağ eksen; zeytin yeşili daire sembolleri) .Değerler ortalama ve standart sapma olarak gösterilmiştir (canlı yapraklar için site başına n = 3 bağımsız örnek, n = çöp için 1 bağımsız numune.E 2018'in kurak mevsiminde orman (yeşil kutu grafiği) ve ormansızlaşma (kahverengi kutu grafiği) alanlarında toplanan üst topraktaki (en üst 0-5 cm) toplam cıva konsantrasyonları (n = saha başına 3 bağımsız örnek) ).Diğer mevsimlere ait veriler Şekil 1.S1 ve S2'de gösterilmiştir.
Atmosferik cıva konsantrasyonları (GEM), ASGM faaliyeti etrafında yüksek değerlerle - özellikle Hg-altın amalgam yakan kasabaların çevresinde - ve aktif madencilik alanlarından uzak alanlarda düşük değerlerle tahminlerimizle uyumluydu (Şekil 2B). uzak bölgelerde, GEM konsantrasyonları, güney yarımkürede yaklaşık 1 ng m-326 olan küresel ortalama arka plan konsantrasyonunun altındadır. Buna karşılık, üç madendeki GEM konsantrasyonları, uzak madenlerdekinden 2-14 kat daha yüksekti ve yakındaki madenlerdeki konsantrasyonlar ( 10.9 ng m-3'e kadar), kentsel ve kentsel alanlardakilerle karşılaştırılabilirdi ve bazen ABD, Çin'deki Sanayi Bölgeleri ve Kore'dekileri aştı 27. Madre de Dios'taki bu GEM modeli, cıva-altın amalgam yakma ile tutarlıdır. Bu uzak Amazon bölgesinde yükselen atmosferik cıvanın ana kaynağı.
Açık alanlardaki GEM konsantrasyonları madenciliğe yakınlığı takip ederken, nüfuz eden şelalelerdeki toplam cıva konsantrasyonları madenciliğe ve orman gölgelik yapısına yakınlığa bağlıydı. Bu model, GEM konsantrasyonlarının tek başına arazide yüksek cıvanın nerede birikeceğini tahmin etmediğini gösteriyor. En yüksek değeri ölçtük madencilik alanındaki bozulmamış olgun ormanlardaki cıva konsantrasyonları (Şekil 2C).Los Amigos Conservation Conservation, literatürde rapor edilen kurak mevsimde (aralık: 18-61 ng L-1) en yüksek ortalama toplam cıva konsantrasyonlarına sahipti ve karşılaştırılabilir düzeydeydi. Zinober madenciliği ve endüstriyel kömür yakma ile kirlenmiş alanlarda ölçülen seviyelere.Fark, 28, Guizhou, Çin. Bildiğimiz kadarıyla, bu değerler, kuru ve ıslak mevsim cıva konsantrasyonları ve yağış oranları (71 µg m-2 yıl-1; Ek Tablo 1) kullanılarak hesaplanan maksimum yıllık verim cıva akılarını temsil eder. Diğer iki maden sahası, uzak sahalara kıyasla yüksek toplam cıva seviyelerine sahip değildi (aralık: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 yıl-1). Hg hariç, sadece alüminyum ve manganez, muhtemelen madencilikle ilgili arazi temizliği nedeniyle madencilik alanında yüksek verimlere sahipti;ölçülen diğer tüm ana ve eser elementler madencilik ve uzak alanlar arasında farklılık göstermedi (Ek Veri Dosyası 1), bu bulgu, nüfuz eden düşüşte ana cıva kaynağı olarak havadaki tozdan ziyade yaprak cıva dinamikleri 29 ve ASGM amalgam yanması ile tutarlıdır .
Partikül ve gaz halindeki cıva için adsorban olarak hizmet etmenin yanı sıra, bitki yaprakları GEM'i doğrudan emebilir ve dokulara entegre edebilir30,31. Aslında, ASGM aktivitesine yakın bölgelerde çöp, cıva birikiminin ana kaynağıdır. Ortalama Hg konsantrasyonları (0.080) –0.22 µg g−1) üç maden sahasının hepsinden canlı gölgelik yapraklarında ölçülen, Kuzey Amerika, Avrupa ve Asya'daki ılıman, kuzey ve alpin ormanları ile Güney Amerika'daki diğer Amazon ormanları için yayınlanan değerleri aştı, Güney Amerika'da bulunur.Uzak alanlar ve yakın nokta kaynakları 32, 33, 34. Konsantrasyonlar, Çin'deki subtropikal karışık ormanlarda ve Brezilya'daki Atlantik ormanlarındaki yaprak cıvası için bildirilenlerle karşılaştırılabilir (Şekil 2D)32,33,34.GEM modeline göre, en yüksek toplu çöp ve gölgelik yapraklarındaki toplam cıva konsantrasyonları, madencilik alanındaki ikincil ormanlarda ölçülmüştür. Bununla birlikte, tahmini atık cıva akışları, muhtemelen daha fazla atık kütlesi nedeniyle Los Amigos madenindeki bozulmamış birincil ormanda en yüksekti. çöpte ölçülen Hg tarafından rapor edilen Peru Amazon 35 (ıslak ve kurak mevsimler arasındaki ortalama) (Şekil 3A). Bu girdi, madencilik alanlarına yakınlığın ve ağaç gölgelik örtüsünün bu bölgedeki ASGM'deki cıva yüklerine önemli katkılar sağladığını göstermektedir.
Veriler A ormanı ve B ormansızlaşma alanında gösterilmiştir. Los Amigos'un ormansızlaştırılmış alanları, toplam arazinin küçük bir bölümünü oluşturan tarla istasyonu açıklıklarıdır. Akışlar oklarla gösterilir ve µg m-2 yıl-1 olarak ifade edilir. üst 0-5 cm toprak, havuzlar daireler olarak gösterilir ve μg m-2 olarak ifade edilir.Yüzde, havuzda bulunan cıva yüzdesini veya metil cıva biçiminde akıyı temsil eder.Kuru mevsimler arasındaki ortalama konsantrasyonlar (2018 ve 2019) ve cıva yüklerinin ölçek büyütme tahminleri için yağış, toplu yağış ve çöp yoluyla toplam cıva için yağışlı mevsimler (2018). Metilcıva verileri, ölçüldüğü tek yıl olan 2018 kurak mevsimine dayanmaktadır. "Yöntemler"e bakın. havuzlama ve akı hesaplamaları hakkında bilgi için.C Los Amigos Conservation Conservation'ın sekiz parselinde, sıradan en küçük kareler regresyonuna dayalı toplam cıva konsantrasyonu ve yaprak alanı indeksi arasındaki ilişki.D Yağıştaki toplam cıva konsantrasyonu ile toplam arasındaki ilişkiSıradan en küçük kareler regresyonuna göre orman (yeşil daireler) ve ormansızlaşma (kahverengi üçgenler) bölgelerindeki beş alanın tümü için yüzey toprak cıva konsantrasyonu (hata çubukları standart sapmayı gösterir).
Uzun vadeli yağış ve çöp verilerini kullanarak, Los Amigos Koruma İmtiyazı için yıllık atmosferik cıva akışının bir tahminini sağlamak için üç kampanyadan penetrasyon ve çöp cıva içeriği ölçümlerini ölçeklendirebildik (sızma + çöp miktarı + yağış) bir ön tahmin. ASGM faaliyetine bitişik orman rezervlerindeki atmosferik cıva akışlarının, çevredeki ormansızlaştırılmış alanlara göre 15 kattan daha yüksek olduğunu bulduk (137'ye karşı 9 µg Hg m-2 yıl-1; Şekil 3 A,B). Los Amigos'taki cıva seviyelerinin tahmini, Kuzey Amerika ve Avrupa'daki ormanlardaki noktasal cıva kaynaklarının yakınında (örneğin, kömür yakma) daha önce bildirilen cıva akışlarını aşıyor ve endüstriyel Çin'deki değerlerle karşılaştırılabilir 21,36 .Hepsi, yaklaşık 94 Los Amigos'un korunan ormanlarındaki toplam cıva birikiminin %'si, diğer çoğu cıvadan çok daha yüksek bir katkı olan kuru birikim (sızma + çöp - çökeltme cıva) ile üretilir.Bu sonuçlar, ASGM'den kuru biriktirme yoluyla ormanlara giren yüksek cıva seviyelerini ve ASGM'den türetilen cıvanın atmosferden uzaklaştırılmasında orman gölgesinin önemini vurgulamaktadır. aktivite Peru'ya özgü değildir.
Buna karşılık, madencilik alanlarındaki ormansızlaştırılmış alanlarda, özellikle yoğun yağış nedeniyle daha düşük cıva seviyeleri vardır ve sonbahar ve çöp yoluyla çok az cıva girişi vardır. Maden alanındaki yığın tortulardaki toplam cıva konsantrasyonları, uzak bölgelerde ölçülenlerle karşılaştırılabilirdi (Şekil 2C). ).Kuru mevsim toplu yağışlarında toplam cıvanın ortalama konsantrasyonları (aralık: 1.5–9.1 ng L-1), New York Adirondacks'ta daha önce bildirilen değerlerden daha düşüktü37 ve genellikle uzak Amazon bölgelerindekilerden daha düşüktü38.Bu nedenle, Hg'nin toplu yağış girdisi, bitişik ormansızlaştırılmış alanda GEM, madencilik sahasının içinden geçen ve çöp konsantrasyon modellerine kıyasla daha düşüktü (8.6-21.5 µg Hg m-2 yıl-1) ve Madenciliğe yakınlığı yansıtmaz .ASGM ormansızlaşmayı gerektirdiğinden,2,3, madencilik faaliyetlerinin yoğunlaştığı temizlenmiş alanlar, ASGM'nin atmosferik olmayan doğrudan salınımları (bu tür birtemel cıva sızıntıları veya artıkları) muhtemelen çok yüksek olacaktır.Yüksek 22.
Perulu Amazon'da gözlemlenen cıva akışlarındaki değişiklikler, kurak mevsim boyunca (orman ve ormansızlaşma) sahalar arasındaki ve sahalar arasındaki büyük farklılıklardan kaynaklanmaktadır (Şekil 2). yağışlı mevsimde düşük Hg akışları (Ek Şekil 1). Bu mevsimsel farklılık (Şekil 2B), kurak mevsimde madencilik ve toz üretiminin daha yoğun olmasından kaynaklanıyor olabilir. Kurak mevsimlerde artan ormansızlaşma ve azalan yağış tozu artırabilir üretim, dolayısıyla cıva emen atmosferik parçacıkların miktarını arttırır. Kurak mevsim boyunca cıva ve toz üretimi, Los Amigos Koruma İmtiyazının ormanlık alanlarına kıyasla ormansızlaşma içindeki cıva akışı modellerine katkıda bulunabilir.
Peru Amazon'daki ASGM'den gelen cıva girdileri, esas olarak orman gölgeliği ile etkileşimler yoluyla karasal ekosistemlere biriktirildiğinden, daha yüksek ağaç gölgelik yoğunluğunun (yani yaprak alanı indeksi) daha yüksek cıva girdilerine yol açıp açmayacağını test ettik. Los Amigos'un bozulmamış ormanında Koruma İmtiyazı, farklı gölgelik yoğunluklarına sahip 7 orman alanından damla damlası topladık. Yaprak alanı indeksinin sonbahar boyunca toplam cıva girdisinin güçlü bir tahmincisi olduğunu ve sonbahar boyunca ortalama toplam cıva konsantrasyonunun yaprak alan indeksi ile arttığını bulduk (Şekil 3C). ).Diğer birçok değişken, yaprak yaşı34, yaprak pürüzlülüğü, stoma yoğunluğu, rüzgar hızı39, türbülans, sıcaklık ve kuruma öncesi dönemler dahil olmak üzere düşme yoluyla cıva girdisini etkiler.
En yüksek cıva biriktirme oranları ile tutarlı olarak, Los Amigos orman sahasının üst toprağı (0-5 cm) en yüksek toplam cıva konsantrasyonuna sahipti (2018 kuru sezonunda 140 ng g-1; Şekil 2E). Ayrıca, cıva konsantrasyonları ölçülen tüm dikey toprak profili boyunca zenginleştirilmiştir (45 cm derinlikte 138-155 ng g-1 aralığı; Ek Şekil 3). 2018 kurak mevsimi boyunca yüksek yüzey toprak cıva konsantrasyonları sergileyen tek alan, yakındaki bir ormansızlaşma alanıydı. bir maden kasabası (Boca Colorado). Bu bölgede, konsantrasyonlar derinlikte (>5 cm) yükselmediği için, aşırı yüksek konsantrasyonların füzyon sırasında elementer cıvanın lokalize kontaminasyonundan kaynaklanabileceğini varsaydık.Atmosferik cıva birikiminin oranı gölgelik örtüsü nedeniyle topraktan kaçarken kaybedilen (yani atmosfere salınan cıva) ormanlık alanlarda ormansızlaştırılmış alanlara göre çok daha düşük olabilir40, bu da cıvanın önemli bir bölümünün koruma amacıyla biriktiğini düşündürür.Alan toprakta kalır. Los Amigos Koruma Alanı'nın birincil ormanındaki toprak toplam cıva havuzları, ilk 5 cm'de 9100 μg Hg m-2 ve ilk 45 cm'de 80.000 μg Hg m-2'nin üzerindeydi.
Yapraklar öncelikle toprak cıvasından ziyade atmosferik cıvayı emdiğinden,30,31 ve daha sonra bu cıvayı düşerek toprağa naklettiğinden, cıvanın yüksek birikme hızının toprakta gözlemlenen kalıpları yönlendirmesi mümkündür. Ortalama toplam arasında güçlü bir korelasyon bulduk. üst topraktaki cıva konsantrasyonları ve tüm orman alanlarındaki toplam cıva konsantrasyonları, ormansız alanlardaki yoğun yağışta üst toprak cıva ve toplam cıva konsantrasyonları arasında bir ilişki yoktu (Şekil 3D). ormanlık alanlarda toplam cıva akışları, ancak ormansızlaşma alanlarında değil (toprak üstü cıva havuzları ve toplam yağış toplam cıva akışları).
ASGM ile ilişkili karasal cıva kirliliğine ilişkin hemen hemen tüm çalışmalar toplam cıva ölçümleriyle sınırlandırılmıştır, ancak metilcıva konsantrasyonları cıvanın biyoyararlanımını ve ardından besin birikimini ve maruziyeti belirler.Karasal ekosistemlerde cıva, anoksik koşullar altında mikroorganizmalar tarafından metillenir41,42, dolayısıyla genellikle yayla topraklarının daha düşük metilcıva konsantrasyonlarına sahip olduğuna inanılır. Bununla birlikte, ilk kez, ASGM'lerin yakınındaki Amazon topraklarında ölçülebilir MeHg konsantrasyonları kaydettik, bu da yüksek MeHg konsantrasyonlarının sucul ekosistemlerin ötesine ve ASGM'den etkilenen bu alanlardaki karasal ortamlara uzandığını düşündürmektedir. , yağışlı mevsimde sular altında kalanlar dahil.Toprak ve yıl boyunca kuru kalanlar. 2018 kurak mevsiminde üst topraktaki en yüksek metilcıva konsantrasyonları madenin iki ormanlık alanında meydana geldi (Boca Colorado ve Los Amigos Reserve; 1.4 ng MeHg g-1, MeHg olarak %1.4 Hg ve sırasıyla 1.1 ng MeHg g-1, % 0.79 Hg'de (MeHg olarak) Metilcıva formundaki bu cıva yüzdeleri, dünya çapındaki diğer karasal konumlarla karşılaştırılabilir olduğundan (Ek Şekil 4), yüksek metilcıva konsantrasyonları, mevcut inorganik cıvanın metil cıvaya net dönüşümünden ziyade yüksek toplam Cıva girişi ve toplam cıvanın toprakta yüksek depolanması nedeniyle olabilir (Ek Şekil 5). Diğer çalışmalara göre, su basmış ve kurak arazilerde 43,44 daha yüksek metilcıva üretimi rapor edilmiştir ve yakınlardaki orman mevsimlik ve kalıcı sulak alanlarda daha yüksek metilcıva konsantrasyonları bekliyoruz.benzer cıva yükleri.Metilcıva Altın madenciliği faaliyetlerinin yakınında karasal vahşi yaşam için bir toksisite riski olup olmadığı henüz belirlenmemiştir, ancak ASGM faaliyetlerine yakın olan bu ormanlar, karasal gıda ağlarında cıva biyobirikimi için sıcak noktalar olabilir.
Çalışmamızın en önemli ve yeni anlamı, büyük miktarlarda cıvanın ASGM'ye bitişik ormanlara taşınmasını belgelemektir.Verilerimiz, bu cıvanın karasal gıda ağlarında mevcut olduğunu ve bu ağlarda hareket ettiğini göstermektedir. Ayrıca, önemli miktarlarda cıva biyokütle ve toprakta depolanır ve arazi kullanımı değişikliği4 ve orman yangınları ile salınması muhtemeldir45,46.Güneydoğu Peru Amazonu, dünyadaki omurgalı ve böcek taksonlarının biyolojik olarak en çeşitli ekosistemlerinden biridir. Bozulmamış antik tropik içinde yüksek yapısal karmaşıklık ormanlar kuş biyoçeşitliliğini destekler48 ve çok çeşitli ormanda yaşayan türler için nişler sağlar49. Sonuç olarak, Madre de Dios bölgesinin %50'den fazlası koruma altındaki arazi veya ulusal rezerv olarak belirlenmiştir50. Tambopata Ulusal Koruma Alanı, son on yılda önemli ölçüde büyüdü ve Peru hükümeti tarafından büyük bir yaptırım eylemine (Operación Mercurio) yol açtı.Ancak bulgularımız, Amazon biyoçeşitliliğinin altında yatan ormanların karmaşıklığının, bölgeyi cıva yüklemesine ve ASGM ile ilgili cıva emisyonlarının arttığı peyzajlarda depolamaya karşı son derece savunmasız hale getirdiğini ve bunun da su yoluyla küresel cıva akışlarına yol açtığını gösteriyor.Miktarın rapor edilen en yüksek ölçümü, ASGM yakınlarındaki bozulmamış ormanlardaki yüksek çöp cıva akışlarına ilişkin ön tahminlerimize dayanmaktadır. Araştırmalarımız korunan ormanlarda gerçekleştirilirken, yüksek cıva girdisi ve tutma modeli, herhangi bir eski büyüme birincil ormanı için geçerli olacaktır. tampon bölgeler de dahil olmak üzere ASGM faaliyetine yakındır, bu nedenle bu sonuçlar korunan ve korunmayan ormanlarla tutarlıdır.Korunan ormanlar benzerdir. Bu nedenle, ASGM'nin cıvalı arazilere yönelik riskleri, yalnızca atmosferik emisyonlar, dökülmeler ve atıklar yoluyla cıvanın doğrudan ithal edilmesiyle değil, aynı zamanda arazinin cıvayı yakalama, depolama ve daha biyolojik olarak kullanılabilir hale dönüştürme yeteneğiyle de ilgilidir. formlar.potansiyel.metilcıva ile ilgili, madenciliğin yakınındaki orman örtüsüne bağlı olarak küresel cıva havuzları ve karasal vahşi yaşam üzerinde farklı etkiler gösteriyor.
Atmosferik cıvayı tecrit ederek, zanaatkarlık ve küçük ölçekli altın madenciliği yakınındaki bozulmamış ormanlar, yakındaki su ekosistemlerine ve küresel atmosferik cıva rezervlerine yönelik cıva risklerini azaltabilir. Bu ormanlar genişletilmiş madencilik veya tarımsal faaliyetler için temizlenirse, artık cıva karadan suya aktarılabilir. orman yangınları, kaçış ve/veya akış yoluyla ekosistemler45, 46, 51, 52, 53.Peru Amazonlarında, ASGM54'te yılda yaklaşık 180 ton cıva kullanılmakta, bunun yaklaşık dörtte biri, Koruma İmtiyazına göre atmosfere 55 salınmaktadır. Los Amigos'ta. Bu alan, diğer Peru eyaletlerinde en büyük korunan arazi oranına sahip olan Madre de Dios bölgesindeki (yaklaşık 4 milyon hektar) toplam korunan arazi ve doğa rezerv alanının yaklaşık 7,5 katıdır ve bunlar bozulmamış orman arazisinin geniş alanları.Kısmen ASGM ve cıva biriktirme yarıçapının dışında. Bu nedenle, bozulmamış ormanlarda cıva tutulması, ASGM'den türetilen cıvanın bölgesel ve küresel atmosferik cıva havuzlarına girmesini önlemek için yeterli değildir, bu da ASGM cıva emisyonlarını azaltmanın önemini ortaya koymaktadır. karasal sistemlerde depolanan cıva, büyük ölçüde koruma politikalarından etkilenir. Özellikle ASGM faaliyetine yakın alanlarda, bozulmamış ormanların nasıl yönetileceğine ilişkin gelecekteki kararlar, bu nedenle, şimdi ve önümüzdeki on yıllarda cıva mobilizasyonu ve biyoyararlanımı üzerinde etkileri olacaktır.
Ormanlar tropik ormanlarda salınan tüm civayı tutabilse bile, karasal gıda ağları da cıvaya karşı savunmasız olabileceğinden, cıva kirliliği için her derde deva olmayacaktır. Bu bozulmamış ormanlardaki biyotadaki cıva konsantrasyonları hakkında çok az şey biliyoruz, ancak bunlar ilk karasal cıva birikintileri ve toprak metilcıva ölçümleri, topraktaki yüksek cıva seviyelerinin ve yüksek metilcıvanın bu ormanlarda yaşayanlara maruz kalmayı artırabileceğini düşündürmektedir.Yüksek beslenme dereceli tüketiciler için riskler.Ilıman ormanlarda karasal cıva biyobirikimi üzerine önceki çalışmalardan elde edilen veriler, kuşlardaki kan cıva konsantrasyonlarının tortulardaki cıva konsantrasyonları ile korele olduğunu ve tamamen karadan elde edilen yiyecekleri yiyen ötücü kuşların cıva konsantrasyonları sergileyebileceğini bulmuştur. azaltılmış üreme performansı ve başarısı, azalan yavruların hayatta kalması, bozulmuş gelişim, davranış değişiklikleri, fizyolojik stres ve ölüm 58,59. Bu model Peru Amazonları için geçerliyse, bozulmamış ormanlarda meydana gelen yüksek cıva akışları yüksek cıva konsantrasyonlarına yol açabilir. kuşlar ve diğer biyotalarda, olası olumsuz etkileri vardır. Bu, bölgenin küresel bir biyolojik çeşitlilik sıcak noktası olması nedeniyle özellikle ilgilidir60. Bu sonuçlar, ulusal koruma alanları ve çevresindeki tampon bölgeler içinde zanaatkar ve küçük ölçekli altın madenciliğinin önlenmesinin önemini vurgulamaktadır. onları. ASGM aktivitelerini resmileştirmekes15,16, korunan arazilerin kullanılmamasını sağlamak için bir mekanizma olabilir.
Bu ormanlık alanlarda biriken cıvanın karasal gıda ağına girip girmediğini değerlendirmek için, Los Amigos Rezervi'nden (madencilikten etkilenen) ve Cocha Cashu Biyolojik İstasyonu'ndan (etkilenmemiş yaşlı kuşlar) birkaç yerleşik ötücü kuşun kuyruk tüylerini ölçtük.toplam cıva konsantrasyonu.büyüme ormanı), en yukarı akıştaki Bokamanu örnekleme alanımızdan 140 km. Örneğimiz, alt yiyici karşıtı Myrmotherula axillaris, karınca tarafından takip edilen anti-yiyen Phlegopsis nigromaculata ve meyve yiyici Pipra fasciicauda'yı içerdiğinden beslenme alışkanlıklarından bağımsız olarak devam etti (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] ve 0.1 μg g-1 [n = 2]). 10 Phlegopsis nigromaculata'dan Los Amigos'ta örneklenen bireylerden 3'ü EC10'u (üreme başarısında %10'luk bir azalma için etkili konsantrasyon), 3'ü EC20'yi, 1'i EC30'u aştı (Evers58'deki EC kriterlerine bakın) ve hiçbir bireysel Cocha Cashu türü EC10'u aşıyor. Bu ön bilgiler ASGM faaliyetine bitişik korunan ormanlardan gelen ötücü kuşlarda ortalama cıva konsantrasyonlarının 2-3 kat daha yüksek olduğu bulgular,ve 12 kata kadar daha yüksek bireysel cıva konsantrasyonları, ASGM'den kaynaklanan cıva kontaminasyonunun karasal gıda ağlarına girebileceği endişelerini artırmaktadır.Bu sonuçlar, milli parklarda ve çevresindeki tampon bölgelerde ASGM faaliyetinin önlenmesinin önemini vurgulamaktadır.
Veriler, Los Amigos Conservation Concessions'ta (Myrmotherula axillaris [understory invertore] ve Phlegopsi nigromaculata [karınca izleyen invertör] için n = 10, Pipra fasciicauda [frugivore] için n = 46; kırmızı üçgen sembolü) ve Cocha'daki uzak konumlarda toplanmıştır. Kashu Biyolojik İstasyonu (tür başına n = 2; yeşil daire sembolleri). Etkili konsantrasyonların (EC'ler) üreme başarısını %10, %20 ve %30 oranında azalttığı gösterilmiştir (bkz. Evers58). Kuş fotoğrafları Schulenberg65'ten modifiye edilmiştir.
2012'den bu yana, ASGM'nin Peru Amazon'daki kapsamı, korunan alanlarda %40'tan fazla ve korunmasız alanlarda 2,25 veya daha fazla arttı.Cıvanın zanaatkar ve küçük ölçekli altın madenciliğinde sürekli kullanımı, vahşi yaşam üzerinde yıkıcı etkilere neden olabilir. Madenciler cıva kullanmayı hemen bıraksalar bile, bu kirleticinin topraktaki etkileri, ormansızlaşma ve orman yangınlarından kaynaklanan kayıpları artırma potansiyeli ile yüzyıllarca sürebilir61,62. Bu nedenle, ASGM'den kaynaklanan cıva kirliliği uzun süreli olabilir ASGM'ye bitişik bozulmamış ormanların biyotası üzerindeki etkiler, en yüksek koruma değerine sahip yaşlı ormanlarda cıva salınımları yoluyla mevcut riskler ve gelecekteki riskler.ve kontaminasyon potansiyelini en üst düzeye çıkarmak için yeniden etkinleştirme.Karasal biyotanın ASGM'den kaynaklanan cıva kontaminasyonu açısından önemli risk altında olabileceğine dair bulgumuz, ASGM'den cıva salımlarını azaltmak için devam eden çabalar için daha fazla ivme sağlamalıdır. Bu çabalar, nispeten basit cıva yakalamadan çeşitli yaklaşımları içerir. damıtma sistemleri, faaliyeti resmileştirecek ve yasadışı ASGM için ekonomik teşvikleri azaltacak daha zorlu ekonomik ve sosyal yatırımlara.
Madre de Dios Nehri'ne 200 km mesafede beş istasyonumuz var. Örnekleme alanlarını yoğun ASGM faaliyetine yakınlıklarına göre seçtik, her örnekleme alanı arasında yaklaşık 50 km, Madre de Dios Nehri üzerinden erişilebilir (Şekil 2A). herhangi bir madenciliği olmayan iki saha seçtik (Boca Manu ve Chilive, sırasıyla ASGM'den yaklaşık 100 ve 50 km uzaklıkta), bundan sonra “uzak sahalar” olarak anılacaktır. Maden sahası içinde bundan sonra “Maden Sahaları” olarak anılacak üç saha seçtik, Boca Colorado ve Laberinto kasabaları yakınlarındaki ikincil ormandaki iki maden sahası ve bozulmamış birincil ormandaki bir maden sahası. Los Amigos Koruma İmtiyazları. Lütfen bu madencilik alanındaki Boca Colorado ve Laberinto sahalarında, yanmadan çıkan cıva buharının olduğunu unutmayın. cıva-altın amalgamı sık görülen bir olaydır, ancak bu faaliyetler genellikle yasadışı ve gizli olduğu için tam yeri ve miktarı bilinmemektedir;madencilik ve cıva birleştireceğiz Alaşım yakma topluca “ASGM faaliyeti” olarak anılır. 2018 kurak mevsimi (Temmuz ve Ağustos 2018) ve 2018 yağmur mevsimi (Aralık 2018) boyunca açıklıklarda (ormansızlaşma alanları tamamen odunsu bitkilerden arındırılmış) ve ağaç gölgeliklerinin (orman alanları) altında, sırasıyla ıslak çökelme (n = 3) ve penetrasyon düşüşünü (n = 4) toplamak için beş bölgeye ve Ocak 2019'da Sediment örnekleyicileri kuruldu. Yağış numuneleri dört hafta boyunca toplandı. kurak mevsim ve yağışlı mevsimde iki ila üç hafta.Kuru mevsim numunesinin ikinci yılında (Temmuz ve Ağustos 2019), Los Amigos'taki altı ek orman arazisine beş hafta boyunca toplayıcılar (n = 4) kurduk. ilk yılda ölçülen yüksek birikim oranları, Los Amigos için toplam 7 orman parseli ve 1 ormansızlaşma arsası vardır. Parseller arasındaki mesafe 0,1 ila 2,5 km idi. Elde taşınabilir bir Garmin GPS kullanarak arsa başına bir GPS yol noktası topladık.
2018 kurak mevsimi (Temmuz-Ağustos 2018) ve 2018 yağışlı mevsimi (Aralık 2018-Ocak 2019) boyunca iki ay boyunca (PAS) beş lokasyonumuzun her birine cıva için pasif hava örnekleyiciler yerleştirdik. Her tesis için bir PAS örnekleyici konuşlandırıldı kuru mevsim boyunca ve iki PAS numune alıcısı yağmur mevsimi boyunca konuşlandırıldı. PAS (McLagan ve diğerleri tarafından geliştirilen 63), pasif difüzyon ve kükürt emdirilmiş bir karbon sorbent (HGR-AC) üzerine adsorpsiyon yoluyla gaz halindeki elemental cıva (GEM) toplar. bir Radiello© difüzyon bariyeri. PAS'ın difüzyon bariyeri, gaz halindeki organik cıva türlerinin geçişine karşı bir bariyer görevi görür;bu nedenle, sadece GEM karbon 64'e adsorbe edilir. PAS'ı yerden yaklaşık 1 m yükseklikteki bir direğe bağlamak için plastik kablo bağları kullandık. Tüm numune alıcılar, yerleştirmeden önce ve sonra parafilm ile kapatıldı veya yeniden kapatılabilir çift katmanlı plastik torbalarda saklandı. numune alma, sahada saklama, laboratuvar saklama ve numune taşıma sırasında ortaya çıkan kontaminasyonu değerlendirmek için boş alan ve seyahat boş PAS.
Beş örnekleme alanının tamamının dağıtımı sırasında, cıva analizi için üç çökeltme toplayıcı ve diğer kimyasal analizler için iki toplayıcı ve ormansızlaşma alanına cıva analizi için dört geçiş toplayıcı yerleştirdik.toplayıcı ve diğer kimyasal analizler için iki toplayıcı. Toplayıcılar birbirinden bir metre uzaktadır. Her sahada sabit sayıda kollektör kurulu olmasına rağmen, bazı toplama dönemlerinde saha sel nedeniyle daha küçük numune boyutlarımız olduğunu unutmayın, insan toplayıcılarla etkileşim ve borular ile toplama şişeleri arasındaki bağlantı hataları. Her orman ve ormansızlaşma alanında, cıva analizi için bir toplayıcı 500 mL'lik bir şişe içerirken, diğeri 250 mL'lik bir şişe içeriyordu;kimyasal analiz için diğer tüm toplayıcılar 250 mL'lik bir şişe içeriyordu. Bu numuneler, dondurucudan kurtulana kadar buzdolabında tutuldu, daha sonra buz üzerinde Amerika Birleşik Devletleri'ne gönderildi ve daha sonra analiz edilene kadar donduruldu. Cıva analizi için toplayıcı, içinden geçen bir cam huniden oluşur. buhar kilidi görevi gören bir halkaya sahip yeni bir polietilen tereftalat Ester kopolyester glikol (PETG) şişesine sahip yeni bir stiren-etilen-bütadien-stiren blok polimer (C-Flex) tüp aracılığıyla. Dağıtım sırasında, 250 mL PETG şişelerinin tümü asitleştirildi 1 mL eser metal sınıfı hidroklorik asit (HCl) ile ve 500 mL PETG şişelerinin tümü 2 mL eser metal sınıfı HCl ile asitleştirildi. Diğer kimyasal analizler için toplayıcı, yeni C-Flex boru ile bir polietilen şişeye bağlanan plastik bir huniden oluşur buhar kilidi görevi gören bir halka. Tüm cam huniler, plastik huniler ve polietilen şişeler, yerleştirmeden önce asitle yıkandı. Temiz eller-kirli eller protokolü (EPA Metodu 1669) kullanılarak numuneler topladık, aynı şekilde tutulduAmerika Birleşik Devletleri'ne dönene kadar mümkün olduğunca soğuk tutun ve ardından numuneleri analize kadar 4°C'de saklayın. Bu yöntemi kullanan önceki çalışmalar, saptama sınırının ve standart ani yükselmelerin altındaki laboratuvar boşlukları için %90-110 geri kazanımlar göstermiştir37.
Beş alanın her birinde, temiz-eller-kirli-eller protokolü (EPA Yöntemi 1669) kullanılarak gölgelik yaprakları, toplanmış yaprak örnekleri, taze altlık ve toplu altlık olarak yapraklar topladık. Tüm numuneler SERFOR'dan alınan bir toplama lisansı altında toplandı. , Peru ve ABD'ye USDA ithalat lisansı altında ithal edildi. Tüm alanlarda bulunan iki ağaç türünden gölgelik yaprakları topladık: ortaya çıkan bir ağaç türü (Ficus insipida) ve orta boy bir ağaç (Inga feuilleei). Yaprak topladık. 2018 kurak mevsimi, 2018 yağışlı mevsimi ve 2019 kurak mevsimi (tür başına n = 3) sırasında Notch Big Shot sapanı kullanarak ağaç kanopilerinden. Her parselden yaprak toplayarak yaprak kapma örnekleri (n = 1) topladık. 2018 kurak mevsimi, 2018 yağışlı mevsimi ve 2019 kurak mevsimi boyunca yerden 2 m'den daha az yükseklikteki dallar. 2019'da ayrıca Los Amigos'taki 6 ek orman alanından yaprak kapma örnekleri (n = 1) topladık. plastik örgülü sepetlerde taze çöp ("dökme çöp")(n = 5) 2018 yağmur mevsimi boyunca beş orman alanının tümünde ve 2019 kurak mevsimi boyunca Los Amigos arazisinde (n = 5). Bazı toplama dönemlerinde her sahaya tutarlı sayıda sepet yerleştirdiğimizi unutmayın. , alan sel ve toplayıcılara insan müdahalesi nedeniyle örnek boyutumuz daha küçüktü. Tüm çöp sepetleri su toplayıcının bir metre yakınına yerleştirildi. 2018 kurak mevsimi, 2018 yağmur mevsimi ve 2019 kurak mevsimi. 2019'un kurak mevsimi boyunca, ayrıca tüm Los Amigos arazilerimizde büyük miktarda çöp topladık. Tüm yaprak örneklerini bir dondurucu kullanarak dondurulabilene kadar soğuttuk, sonra buz üzerinde ABD'ye gönderdik, ve daha sonra işlenene kadar donmuş halde saklanır.
Her üç mevsimsel olay sırasında 2019 kurak mevsimi boyunca beş alanın tümünden (açık ve gölgelik) ve Los Amigos arazisinden üç kopya halinde (n = 3) toprak örnekleri topladık.Tüm toprak örnekleri yağış toplayıcının bir metre içinde toplandı. toprak örnekleyici kullanarak altlık tabakasının (0-5 cm) altında üst toprak olarak toprak örnekleri topladık.Ayrıca, 2018 kurak sezonunda, 45 cm derinliğe kadar toprak çekirdeklerini topladık ve bunları beş derinlik segmentine ayırdık.Laberinto'da, su tablası toprak yüzeyine yakın olduğu için sadece bir toprak profili toplayın. Tüm numuneleri temiz el-kirli el protokolünü (EPA Metodu 1669) kullanarak topladık. Tüm toprak numunelerini bir dondurucu kullanarak dondurulabilene kadar soğuttuk, sonra sevk ettik. Amerika Birleşik Devletleri'ne buz üzerinde ve daha sonra işlenene kadar donmuş olarak saklandı.
Günün en serin saatlerinde kuşları yakalamak için şafakta ve alacakaranlıkta kurulan sis yuvalarını kullanın. Los Amigos Koruma Alanı'nda dokuz yere beş sis yuvası (1,8 × 2,4) yerleştirdik. Cocha Cashu Biyo İstasyonunda, 19 lokasyonda 10 sis yuvası (12 x 3,2 m). Her iki yerde de her kuşun ilk merkezi kuyruk tüyünü, yoksa bir sonraki en eski tüyü topladık.Tüyleri temiz Ziploc torbalarda veya silikonlu manila zarflarda saklıyoruz. türlerin Schulenberg'e göre tanımlanması için fotoğrafik kayıtlar ve morfometrik ölçümler65. Her iki çalışma da SERFOR ve Hayvan Araştırma Konseyi'nin (IACUC) izniyle desteklenmiştir. Kuş tüyü Hg konsantrasyonlarını karşılaştırırken, tüyleri Los Amigos Koruma İmtiyazında toplanan türleri inceledik. ve Cocha Cashu Biyolojik İstasyonu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Yaprak Alanı İndeksini (LAI) belirlemek için, bir sensör füzyon insansız hava sistemi olan GatorEye İnsansız Hava Laboratuvarı kullanılarak lidar verileri toplanmıştır (ayrıntılar için bkz. 66.Lidar, Haziran 2019'da Los Amigos Conservation Conservation'da 80 m irtifa, 12 m/s uçuş hızı ve bitişik rotalar arasında 100 m mesafe ile toplandı, böylece yanal sapma kapsama oranı 75'e ulaştı. %. Dikey orman profili üzerinde dağıtılan noktaların yoğunluğu metrekare başına 200 noktayı aşıyor. Uçuş alanı, 2019 kurak sezonunda Los Amigos'taki tüm örnekleme alanlarıyla örtüşüyor.
Bir Hydra C cihazı (Teledyne, CV-AAS) kullanarak termal desorpsiyon, füzyon ve atomik absorpsiyon spektroskopisi (USEPA Metodu 7473) ile PAS tarafından toplanan GEM'lerin toplam Hg konsantrasyonunu ölçtük. CV-AAS'ı Ulusal Standartlar Enstitüsü'nü kullanarak kalibre ettik. ve Teknoloji (NIST) Standart Referans Malzemesi 3133 (Hg standart solüsyon, 10,004 mg g-1), 0,5 ng Hg algılama sınırı ile. NIST SRM 3133 kullanarak Sürekli Kalibrasyon Doğrulaması (CCV) ve NIST kullanarak Kalite Kontrol Standartları (QCS) gerçekleştirdik. 1632e (bitümlü kömür, 135.1 mg g-1). Her numuneyi farklı bir tekneye böldük, iki ince sodyum karbonat (Na2CO3) tozu tabakası arasına yerleştirdik ve ince bir alüminyum hidroksit tabakası (Al(OH) ile kapladık. 3) toz67.HGR-AC sorbentindeki Hg dağılımındaki herhangi bir homojensizliği ortadan kaldırmak için her numunenin toplam HGR-AC içeriğini ölçtük. her bir gemi vePAS'daki tüm HGR-AC sorbent içeriği. 2018 kurak mevsimi boyunca konsantrasyon ölçümleri için her sahadan yalnızca bir PAS numunesinin toplandığı göz önüne alındığında, numuneler izleme prosedürü boşlukları, dahili standartlar ve matris ile gruplandırılarak yöntem kalite kontrolü ve güvencesi gerçekleştirilmiştir. -uyumlu kriterler.2018 yağışlı sezonunda PAS numunelerinin ölçümlerini tekrarladık.CCV ve matris uyumlu standart ölçümlerinin bağıl yüzde farkı (RPD) ve matris uyumlu standart ölçümlerinin her ikisi de kabul edilebilir değerin %5'i içinde olduğunda değerler kabul edilebilir olarak kabul edildi. değer ve tüm prosedür boşlukları algılama sınırının (BDL) altındaydı. Alan ve gezi boşluklarından (0.81 ± 0.18 ng g-1, n = 5) belirlenen konsantrasyonları kullanarak PAS'ta ölçülen toplam cıva kör düzeltmesini yaptık. GEM'i hesapladık Boşluk düzeltmeli adsorbe edilmiş toplam cıva kütlesinin dağıtım süresi ve örnekleme hızına bölünmesiyle elde edilen konsantrasyonlar (birim zamanda gaz halindeki cıvanın çıkarılması için hava miktarı;0.135 m3 gün-1)63,68, World Weather Online'dan sıcaklık ve rüzgar için ayarlanmış Madre de Dios bölgesi için elde edilen ortalama sıcaklık ve rüzgar ölçümleri68.Ölçülen GEM konsantrasyonları için rapor edilen standart hata, harici bir standardın hatasına dayanmaktadır numuneden önce ve sonra çalıştırın.
Toplam cıva içeriği için su numunelerini en az 24 saat boyunca brom klorür ile oksidasyon yoluyla analiz ettik, ardından kalay klorür indirgeme ve temizleme ve tuzak analizi, soğuk buharlı atomik floresan spektroskopisi (CVAFS) ve gaz kromatografisi (GC) ayrımı (EPA Yöntemi) izledik. Tekran 2600 Otomatik Toplam Cıva Analizörü, Rev. E'nin 1631'i). 2018 kuru sezon numunelerinde Ultra Scientific sertifikalı sulu cıva standartları (10 μg L-1) ve NIST sertifikalı referans materyali kullanarak ilk kalibrasyon doğrulaması (ICV) kullanarak CCV gerçekleştirdik 1641D (suda cıva, 1.557 mg kg-1) ) tespit limiti 0.02 ng L-1. 2018 yağışlı sezon ve 2019 kuru sezon numuneleri için Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard'ı (1.0 ng L-1) kullandık. ) kalibrasyon ve CCV için ve SPEX Centriprep Endüktif Olarak Eşleştirilmiş Plazma Kütle Spektrometresi (ICP-MS) için ICV solüsyon standardı 2 A için çok elemanlı, 0,5 ng L-1 tespit limiti ile.Tüm standartlar kabul edilebilir değerlerin %15'i içinde geri kazanıldı.Field boşlukları, parçalama boşlukları ve analitik boşlukların tümü BDL'lerdir.
Toprak ve yaprak numunelerini beş gün boyunca dondurarak kuruttuk. Numuneleri homojenize ettik ve bir Milestone Direct Mercury Analyzer (DMA) üzerinde termal ayrışma, katalitik indirgeme, füzyon, desorpsiyon ve atomik absorpsiyon spektroskopisi (EPA yöntemi 7473) ile toplam cıva için analiz ettik. -80).2018 kuru mevsim numuneleri için, NIST 1633c (uçucu kül, 1005 ng g-1) ve Kanada Ulusal Araştırma Konseyi sertifikalı referans malzeme MESS-3 (deniz tortusu, 91 ng g) kullanarak DMA-80 testleri gerçekleştirdik. -1).Kalibrasyon.0,2 ng Hg algılama limiti ile CCV ve MS için NIST 1633c ve QCS için MESS-3 kullandık.2018 yağışlı sezon ve 2019 kuru sezon numuneleri için DMA-80'i Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard'ı (1.0) kullanarak kalibre ettik. ng L−1). CCV ve MS için NIST Standart Referans Malzemesi 2709a (San Joaquin toprağı, 1100 ng g-1) ve QCS için 0,5 saptama sınırıyla DORM-4 (balık proteini, 410 ng g-1) kullandık. ng Hg.Tüm mevsimler için, iki numune arasındaki RPD %10 içindeyken tüm numuneleri çift ve kabul edilen değerlerde analiz ettik.Tüm standartlar ve matris sivri uçları için ortalama geri kazanımlar kabul edilebilir değerlerin %10'u içindeydi ve tüm körler BDL. Rapor edilen tüm konsantrasyonlar kuru ağırlıktır.
Her üç mevsimsel faaliyetten su numunelerinde, 2018 kurak mevsiminden yaprak numunelerinde ve üç mevsimsel faaliyetin hepsinden toprak numunelerinde metilciva analiz ettik. En az 48 saat 55°C'de en az 70 saat metanol içinde % potasyum hidroksit ve eser metal dereceli HNO3 asit ile mikrodalga ile sindirilmiş toprak71,72.2018 kurak mevsim numunelerini, bir Tekran 2500 spektrometresinde (EPA yöntemi 1630) sodyum tetraetilborat, temizleme ve tuzak ve CVAFS kullanarak su etilasyonu ile analiz ettik. 0,2 ng L-1'lik bir yöntem saptama limiti.Su etilasyonu, temizleme ve tuzak için sodyum tetraetilborat, CVAFS, GC ve ICP-MS kullanarak bir Agilent 770 (EPA yöntemi 1630)73 kullanarak 2019 kuru mevsim numunelerini analiz ettik. Brooks Rand Instruments kalibrasyon için metilcıva standartları (1 ng L-1) ve 1 pg yöntem tespit limiti ile CCV.Tüm standartlar, tüm mevsimler ve tüm boşluklar için kabul edilebilir değerlerin %15'i içinde geri kazanıldı.
Biyoçeşitlilik Enstitüsü Toksikoloji Laboratuvarımızda (Portland, Maine, ABD) metot tespit limiti 0.001 μg g-1 idi. DMA-80'i DOLT-5 (köpek balığı karaciğeri, 0.44 μg g-1), CE-464 (5.24) kullanarak kalibre ettik. μg g-1) ve NIST 2710a (Montana toprağı, 9.888 μg g-1). CCV ve QCS için DOLT-5 ve CE-464 kullanıyoruz.Tüm standartlar için ortalama geri kazanımlar kabul edilebilir değerlerin %5'i içindeydi ve tüm boşluklar BDL idi. Tüm kopyalar %15 RPD içindeydi. Rapor edilen tüm tüy toplam cıva konsantrasyonları taze ağırlıktır (fw).
Ek kimyasal analiz için su örneklerini filtrelemek için 0,45 μm membran filtreler kullanıyoruz. Su örneklerini anyonlar (klorür, nitrat, sülfat) ve katyonlar (kalsiyum, magnezyum, potasyum, sodyum) için iyon kromatografisi (EPA yöntemi 4110B) [USEPA, 2017a] bir Dionex ICS 2000 iyon kromatografı kullanarak. Tüm standartlar, kabul edilebilir değerlerin %10'u içinde geri kazanıldı ve tüm boşluklar BDL idi. Thermofisher X-Serisi II'yi, su numunelerindeki eser elementleri endüktif olarak eşleştirilmiş plazma kütle spektrometrisi ile analiz etmek için kullanıyoruz. Cihaz kalibrasyon standartları, sertifikalı su standardı NIST 1643f'nin seri dilüsyonu ile hazırlanmıştır. Tüm boşluklar BDL'dir.
Metin ve şekillerde bildirilen tüm akışlar ve havuzlar, kuru ve yağışlı mevsimler için ortalama konsantrasyon değerlerini kullanır. kuru ve yağışlı mevsimler. Los Amigos Koruma İmtiyazından alınan orman cıva akışlarını damla ve çöp yoluyla toplanan cıva girdisi olarak hesapladık. Toplu yağış Hg birikiminden ormansızlaşmadan kaynaklanan Hg akışlarını hesapladık. Los Amigos'tan (EBLA'nın bir parçası olarak toplanan) günlük yağış ölçümlerini kullanarak ve talep üzerine ACCA'dan temin edilebilir), son on yılda (2009-2018) ortalama kümülatif yıllık yağış miktarını yaklaşık 2500 mm yıl-1 olarak hesapladık. 2018 takvim yılında yıllık yağışın bu ortalamaya yakın olduğunu unutmayın ( 2468 mm), en yağışlı aylar (Ocak, Şubat ve Aralık) yıllık yağışın yaklaşık yarısını oluşturur (1288 mm, 2468 mm).Bu nedenle, tüm akı ve havuz hesaplamalarında yağışlı ve kuru mevsim konsantrasyonlarının ortalamasını kullanıyoruz. Bu aynı zamanda sadece yağışlı ve kurak mevsimler arasındaki yağış farkını değil, aynı zamanda bu iki mevsim arasındaki ASGM aktivite seviyelerindeki farkı da dikkate almamızı sağlar. Tropikal ormanlardan rapor edilen yıllık cıva akışlarının literatür değerleri, kuru ve yağışlı mevsimlerden veya sadece kuru mevsimlerden gelen genişleyen cıva konsantrasyonları arasında değişmektedir, hesaplanan akışlarımızı literatür değerleriyle karşılaştırırken, doğrudan hesaplanan cıva akışlarımızı karşılaştırıyoruz, başka bir çalışma ise numuneler aldı. hem kuru hem de yağışlı mevsimlerde ve başka bir çalışmada sadece kuru mevsimde numuneler alındığında (örneğin, 74) sadece kuru mevsim cıva konsantrasyonlarını kullanarak akışlarımızı yeniden tahmin ettik.
Los Amigos'taki yağış, toplu yağış ve çöpün yıllık toplam cıva içeriğini belirlemek için, kurak mevsim (2018 ve 2019'daki tüm Los Amigos alanlarının ortalaması) ile yağışlı mevsim (2018 ortalaması) arasındaki farkı kullandık. cıva konsantrasyonu.Diğer konumlardaki toplam cıva konsantrasyonları için, 2018 kurak mevsimi ile 2018 yağışlı mevsim arasındaki ortalama konsantrasyonlar kullanıldı. Metil cıva yükleri için, metilcivanın ölçüldüğü tek yıl olan 2018 kuru mevsiminden elde edilen verileri kullandık. Çöp cıva akışlarını tahmin etmek için, Peru Amazon'da 417 g m-2 yıl-1'de çöp sepetlerindeki yapraklardan toplanan çöp oranlarına ve cıva konsantrasyonlarına ilişkin literatür tahminlerini kullandık. Toprağın üst 5 cm'lik kısmındaki toprak Hg havuzu için, Brezilya Amazon'da tahmini kütle yoğunluğu 1,25 g cm-3 olan ölçülen toplam toprak Hg (2018 ve 2019 kurak mevsimler, 2018 yağışlı mevsim) ve MeHg konsantrasyonlarını 2018 kurak sezonunda kullandık75.Bu bütçe hesaplamalarını, uzun vadeli yağış veri setlerinin mevcut olduğu ve tüm orman yapısının önceden toplanmış çöp tahminlerinin kullanımına izin verdiği ana çalışma alanımız Los Amigos'ta gerçekleştirin.
0,5 × 0,5 m çözünürlükte dijital yükseklik modelleri (DEM'ler) dahil olmak üzere temiz birleştirilmiş nokta bulutu ve raster ürünlerini otomatik olarak hesaplayan GatorEye çok ölçekli son işleme iş akışını kullanarak lidar uçuş hatlarını işliyoruz. DEM ve temizlenmiş lidar nokta bulutları (WGS-84, UTM) kullandık GatorEye Yaprak Alanı Yoğunluğu (G-LAD) iş akışına girdi olarak, 1 × 1 × çözünürlükte kanopinin tepesinde zemin boyunca her voksel (m3) ( m2) için kalibre edilmiş yaprak alanı tahminlerini hesaplar. 1 m ve türetilmiş LAI (her 1 × 1 m dikey sütundaki LAD toplamı). Daha sonra, çizilen her GPS noktasının LAI değeri çıkarılır.
Tüm istatistiksel analizleri R sürüm 3.6.1 istatistik yazılımını76 ve tüm görselleştirmeleri ggplot2 kullanarak gerçekleştirdik. İstatistiksel testleri 0.05'lik bir alfa kullanarak gerçekleştirdik. İki nicel değişken arasındaki ilişki, sıradan en küçük kareler regresyonu kullanılarak değerlendirildi. parametrik olmayan Kruskal testi ve ikili Wilcox testi.
Bu yazıda yer alan tüm veriler Ek Bilgilerde ve ilgili veri dosyalarında bulunabilir. Conservación Amazónica (ACCA), talep üzerine yağış verileri sağlar.
Doğal Kaynakları Savunma Konseyi.Artisanal Gold: Sorumlu Yatırım Fırsatları - Özet.Artisanal Gold'a Yatırım Özeti v8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/investing-artisanal-gold-summary.pdf (2016).
Asner, GP & Tupayachi, R. Peru'daki Amazon.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017)'deki altın madenciliği nedeniyle korunan ormanların hızlandırılmış kaybı.
Espejo, JC ve diğerleri. Perulu Amazon'daki altın madenciliğinden kaynaklanan ormansızlaşma ve orman bozulması: 34 yıllık bir görünüm.Uzaktan Algılama 10, 1–17 (2018).
Gerson, Jr. ve diğerleri.Yapay göllerin genişlemesi, altın madenciliğinden kaynaklanan cıva kirliliğini şiddetlendiriyor.science.Advanced.6, eabd4953 (2020).
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA Artizanal altın madenciliği nedeniyle tropikal biyoçeşitlilik sıcak noktalarında nehirde asılı tortuların yüksek su seviyeleri ve mevsimsel ters çevrilmeleri.Process.National Academy of Sciences.science.US 116, 23936-23941 (2019).
Abe, CA ve diğerleri. Altın madenciliği Amazon havzasındaki tortu konsantrasyonları üzerindeki arazi örtüsü değişikliğinin etkilerini modellemek.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019).
Gönderim zamanı: Şubat-24-2022