ป่าอเมซอนจับมลพิษปรอทในบรรยากาศในระดับสูงจากการขุดทองโดยช่างฝีมือ

ขอบคุณสำหรับการเยี่ยมชม Nature.com เวอร์ชันของเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการสนับสนุนที่จำกัดสำหรับ CSS เพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดต (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้แน่ใจว่า การสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีรูปแบบและ JavaScript
การปล่อยสารปรอทจากการขุดทองโดยช่างฝีมือและเหมืองทองคำขนาดเล็กทั่วซีกโลกใต้นั้นเหนือกว่าการเผาไหม้ถ่านหินในฐานะที่เป็นแหล่งปรอทที่ใหญ่ที่สุดในโลก เราตรวจสอบการสะสมและการจัดเก็บของปรอทในอเมซอนของเปรู ซึ่งได้รับผลกระทบอย่างหนักจากการทำเหมืองทองคำโดยช่างฝีมือ ป่าที่ยังไม่เสียหายในแอมะซอนของเปรูที่อยู่ใกล้ เหมืองทองคำได้รับสารปรอทที่สูงมาก โดยมีปริมาณรวมและเมทิลเมอร์คิวรีในบรรยากาศสูง ใบกระโจม และดิน ในที่นี้ เราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่ากระโจมของป่าที่ยังไม่บุบสลายใกล้กับเหมืองทองคำที่สกัดจากอนุภาคและก๊าซปรอทในปริมาณมากในอัตราตามสัดส่วน จนถึงพื้นที่ใบทั้งหมด เราบันทึกการสะสมของปรอทจำนวนมากในดิน สิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ และนกขับขานประจำถิ่นในพื้นที่ที่ได้รับการคุ้มครองและมีความหลากหลายทางชีวภาพมากที่สุดบางแห่งของอเมซอน ทำให้เกิดคำถามสำคัญเกี่ยวกับวิธีที่มลพิษของปรอทจำกัดความพยายามในการอนุรักษ์สมัยใหม่และในอนาคตในคำถามเกี่ยวกับระบบนิเวศเขตร้อนเหล่านี้ .
ความท้าทายที่เพิ่มขึ้นสำหรับระบบนิเวศป่าเขตร้อนคือการทำเหมืองทองคำด้วยฝีมือและขนาดเล็ก (ASGM) การทำเหมืองทองคำรูปแบบนี้เกิดขึ้นในกว่า 70 ประเทศ ซึ่งมักเกิดขึ้นอย่างไม่เป็นทางการหรือผิดกฎหมาย และคิดเป็นประมาณ 20% ของการผลิตทองคำของโลก1.ในขณะที่ ASGM เป็นวิถีชีวิตที่สำคัญของชุมชนท้องถิ่น ส่งผลให้มีการตัดไม้ทำลายป่าอย่างกว้างขวาง2,3, แปลงป่าเป็นบ่อน้ำอย่างกว้างขวาง4, มีตะกอนในแม่น้ำใกล้เคียงสูง5,6 และมีส่วนสำคัญต่อบรรยากาศโลก ปล่อยสารปรอท (Hg) ที่ปล่อยออกมาและใหญ่ที่สุด แหล่งที่มาของปรอทในน้ำจืด 7. ไซต์ ASGM ที่เข้มข้นหลายแห่งตั้งอยู่ในฮอตสปอตความหลากหลายทางชีวภาพทั่วโลก ส่งผลให้สูญเสียความหลากหลาย8 สูญเสียสายพันธุ์ที่ละเอียดอ่อน9 และมนุษย์10,11,12 และนักล่าที่ปลายสุด13, 14 การสัมผัสสารปรอทสูง ประมาณ 675–1000 ตันของ Hg yr-1 ระเหยและปล่อยสู่บรรยากาศโลกจากการดำเนินงานของ ASGM เป็นประจำทุกปี7 การใช้ปรอทปริมาณมากโดยการขุดทองโดยช่างฝีมือและขนาดเล็กได้เปลี่ยนแหล่งที่มาหลักของการปล่อยสารปรอทในชั้นบรรยากาศจากทางเหนือของโลกสู่ทางใต้ของโลก โดยมีผลกระทบต่อรูปแบบชะตากรรมของปรอท การขนส่ง และการสัมผัส อย่างไรก็ตาม ไม่ค่อยมีใครทราบเกี่ยวกับชะตากรรมของการปล่อยสารปรอทในบรรยากาศเหล่านี้และรูปแบบการสะสมและการสะสมของพวกมันในภูมิประเทศที่ได้รับอิทธิพลจาก ASGM
อนุสัญญามินามาตะระหว่างประเทศว่าด้วยปรอทมีผลบังคับใช้ในปี 2560 และมาตรา 7 กล่าวถึงการปล่อยสารปรอทจากการทำเหมืองทองคำโดยช่างฝีมือและเหมืองทองคำโดยเฉพาะ ใน ASGM ปรอทที่เป็นองค์ประกอบของเหลวจะถูกเติมลงในตะกอนหรือแร่เพื่อแยกทองคำ จากนั้นส่วนผสมจะถูกให้ความร้อน การรวมตัวของทองคำและการปล่อยปรอทที่เป็นองค์ประกอบที่เป็นก๊าซ (GEM; Hg0) สู่ชั้นบรรยากาศ แม้จะมีความพยายามของกลุ่มต่างๆ เช่น โครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ (UNEP) Global Mercury Partnership, องค์การพัฒนาอุตสาหกรรมแห่งสหประชาชาติ (UNIDO) และ NGOs เพื่อส่งเสริม คนงานเหมืองเพื่อลดการปล่อยสารปรอท ณ วันที่เขียนนี้ในปี 2564 132 ประเทศรวมถึงเปรูได้ลงนามในอนุสัญญามินามาตะและเริ่มพัฒนาแผนปฏิบัติการระดับชาติเพื่อแก้ไขปัญหาการลดการปล่อยสารปรอทที่เกี่ยวข้องกับ ASGM โดยเฉพาะ นักวิชาการได้เรียกร้องให้แผนปฏิบัติการระดับชาติเหล่านี้ ครอบคลุม ยั่งยืน และองค์รวม โดยคำนึงถึงตัวขับเคลื่อนทางเศรษฐกิจและสังคมและอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม15,16,17,18แผนปัจจุบันเพื่อจัดการกับผลที่ตามมาของสารปรอทในสิ่งแวดล้อมมุ่งเน้นไปที่ความเสี่ยงของปรอทที่เกี่ยวข้องกับการขุดทองโดยฝีมือช่างฝีมือและขนาดเล็กใกล้ระบบนิเวศทางน้ำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับคนงานเหมืองและผู้คนที่อาศัยอยู่ใกล้กับการเผาอมัลกัม และชุมชนที่กินปลานักล่าจำนวนมาก การได้รับสารปรอทจากอาหารผ่านการบริโภคปลา และการสะสมทางชีวภาพของปรอทในใยอาหารสัตว์น้ำเป็นจุดสนใจของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับ ASGM ส่วนใหญ่ รวมถึงในอเมซอนด้วยการศึกษาก่อนหน้านี้ (เช่น ดู Lodenius และ Malm19)
ระบบนิเวศบนบกก็มีความเสี่ยงที่จะสัมผัสกับปรอทจาก ASGM เช่นกัน ปรอทในบรรยากาศที่ปล่อยออกมาจาก ASGM เนื่องจาก GEM สามารถกลับสู่ภูมิประเทศบนบกได้ผ่านสามเส้นทางหลัก20 (รูปที่ 1): GEM สามารถดูดซับไปยังอนุภาคในบรรยากาศซึ่งจะถูกดักจับโดย พื้นผิว;GEM สามารถดูดซึมได้โดยตรงจากพืชและรวมเข้าไปในเนื้อเยื่อของพวกมันในที่สุด GEM สามารถถูกออกซิไดซ์เป็น Hg(II) สปีชีส์ ซึ่งสามารถสะสมแบบแห้ง ดูดซับเป็นอนุภาคในบรรยากาศ หรือกักไว้ในน้ำฝน ทางเดินเหล่านี้ส่งปรอทไปยังดินผ่านน้ำตก (เช่น การตกตะกอนบนยอดไม้) เศษขยะ และ ปริมาณน้ำฝนตามลำดับ การสะสมแบบเปียกสามารถกำหนดได้โดยฟลักซ์ของปรอทในตะกอนที่เก็บรวบรวมไว้ในที่โล่ง การสะสมแบบแห้งสามารถกำหนดเป็นผลรวมของฟลักซ์ของปรอทในครอกและฟลักซ์ของปรอทในฤดูใบไม้ร่วง ลบด้วยฟลักซ์ของปรอทในการตกตะกอน การศึกษาจำนวนหนึ่ง ได้บันทึกการเสริมสมรรถนะของปรอทในระบบนิเวศบนบกและในน้ำในบริเวณใกล้เคียงกับกิจกรรม ASGM (ดู ตัวอย่างเช่น ตารางสรุปใน Gerson et al. 22) ซึ่งน่าจะเป็นผลมาจากการป้อนสารปรอทในตะกอนและการปล่อยสารปรอทโดยตรง การสะสมของปรอทใกล้กับ ASGM อาจเกิดจากการเผาอะมัลกัมของปรอท - ทองคำ มันไม่ชัดเจนว่า Hg นี้ถูกขนส่งอย่างไรในภูมิประเทศระดับภูมิภาคและความสำคัญสัมพัทธ์ของการสะสมที่แตกต่างกันทางเดินใกล้ ASGM
ปรอทที่ปล่อยออกมาเป็นธาตุปรอทที่เป็นก๊าซ (GEM; Hg0) สามารถสะสมเข้าไปในภูมิประเทศได้ผ่านเส้นทางบรรยากาศสามเส้นทาง ประการแรก GEM สามารถออกซิไดซ์เป็นไอออนิก Hg (Hg2+) ซึ่งสามารถกักเก็บในหยดน้ำและสะสมบนพื้นผิวใบในลักษณะที่เปียกหรือเปียก ตะกอนแห้ง ประการที่สอง GEM สามารถดูดซับอนุภาคในชั้นบรรยากาศ (Hgp) ซึ่งถูกใบไม้ดักจับและล้างเข้าไปในภูมิทัศน์ผ่านน้ำตกพร้อมกับไอออน Hg ที่ถูกสกัดกั้น ประการที่สาม GEM สามารถดูดซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อใบ ในขณะที่ Hg จะสะสมอยู่ใน ภูมิทัศน์เหมือนขยะ เมื่อรวมกับน้ำที่ตกลงมาและเศษขยะถือเป็นค่าประมาณของการสะสมของปรอททั้งหมด แม้ว่า GEM อาจกระจายและดูดซับโดยตรงไปยังดินและครอก 77 แต่ก็อาจไม่ใช่เส้นทางหลักสำหรับการเข้าสู่ระบบนิเวศบนบกของปรอท
เราคาดว่าความเข้มข้นของธาตุปรอทที่เป็นก๊าซจะลดลงตามระยะห่างจากแหล่งที่ปล่อยปรอท เนื่องจากสองในสามเส้นทางของการสะสมปรอทในภูมิประเทศ (ผ่านการตกและขยะ) ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของปรอทกับพื้นผิวพืช เราจึงสามารถคาดการณ์อัตราที่ปรอทจะเป็นได้ ฝากไว้ในระบบนิเวศและความรุนแรงของสัตว์ ความเสี่ยงของผลกระทบถูกกำหนดโดยโครงสร้างของพืช ดังที่แสดงจากการสังเกตในป่าทางเหนือและเขตอบอุ่นในละติจูดเหนือ23 อย่างไรก็ตาม เรายังตระหนักด้วยว่ากิจกรรมของ ASGM มักเกิดขึ้นในเขตร้อนซึ่งมีโครงสร้างแบบกระโจม และความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของพื้นที่ใบที่เปิดเผยแตกต่างกันอย่างมาก ความสำคัญสัมพัทธ์ของเส้นทางการสะสมของปรอทในระบบนิเวศเหล่านี้ยังไม่สามารถหาปริมาณได้อย่างชัดเจน โดยเฉพาะสำหรับป่าใกล้กับแหล่งปล่อยสารปรอท ความเข้มของแสงจึงไม่ค่อยพบในป่าทางเหนือ ดังนั้น ในเรื่องนี้ ศึกษาเราถามคำถามต่อไปนี้ (1) ความเข้มข้นของธาตุปรอทในก๊าซเป็นอย่างไรและเส้นทางการสะสมแตกต่างกันไปตามความใกล้ชิดของ ASGM และดัชนีพื้นที่ใบของท้องฟ้าในภูมิภาคหรือไม่ (2) การจัดเก็บปรอทในดินเกี่ยวข้องกับปัจจัยการผลิตในบรรยากาศหรือไม่(3) มีหลักฐานของการสะสมทางชีวภาพของปรอทที่เพิ่มขึ้นในนกขับขานที่อาศัยอยู่ในป่าใกล้กับ ASGM หรือไม่? การศึกษานี้ เป็นคนแรกที่ตรวจสอบอินพุตการสะสมของปรอทใกล้กับกิจกรรม ASGM และวิธีที่หลังคาคลุมมีความสัมพันธ์กับรูปแบบเหล่านี้อย่างไร และเป็นคนแรกที่วัดความเข้มข้นของเมทิลเมอร์คิวรี (MeHg) ในภูมิทัศน์อเมซอนของเปรู เราวัด GEM ในบรรยากาศ และปริมาณน้ำฝน การเจาะทะลุ รวม ปรอทและเมทิลเมอร์คิวรีในใบไม้ ครอก และดินในป่าและแหล่งที่อยู่อาศัยที่ถูกตัดไม้ทำลายป่าตามแนวแม่น้ำ Madre de Dios ที่ทอดยาว 200 กิโลเมตร ทางตะวันออกเฉียงใต้ของเปรู เราตั้งสมมติฐานว่าความใกล้ชิดกับ ASGM และเมืองเหมืองแร่ที่เผาอะมัลกัมทองคำ Hg นั้นสำคัญที่สุด ปัจจัยที่ผลักดันความเข้มข้นของ Hg ในบรรยากาศ (GEM) และการสะสมของ Hg แบบเปียก (การตกตะกอนสูง) เนื่องจากการสะสมของปรอทแห้ง (การแทรกซึม + ครอก) สัมพันธ์กับ tree โครงสร้างทรงพุ่ม,21,24 เรายังคาดว่าพื้นที่ป่าจะมีปริมาณสารปรอทที่ป้อนเข้าสูงกว่าพื้นที่ที่ถูกตัดไม้ทำลายป่าที่อยู่ติดกัน ซึ่งเมื่อพิจารณาจากดัชนีพื้นที่ใบสูงและศักยภาพในการดักจับสารปรอท ประเด็นหนึ่งที่น่ากังวลอย่างยิ่งคือป่าอเมซอนที่สมบูรณ์ เราตั้งสมมติฐานเพิ่มเติมว่าสัตว์ประจำถิ่น ที่อาศัยอยู่ในป่าใกล้เมืองเหมืองแร่มีระดับปรอทสูงกว่าสัตว์ที่อาศัยอยู่ห่างไกลจากพื้นที่ทำเหมือง
การสืบสวนของเราเกิดขึ้นในจังหวัด Madre de Dios ทางตะวันออกเฉียงใต้ของแอมะซอนของเปรู ซึ่งป่าไม้มากกว่า 100,000 เฮกตาร์ถูกตัดไม้ทำลายป่าเพื่อสร้างลุ่มน้ำ ASGM3 ซึ่งอยู่ติดกับ และบางครั้งภายใน พื้นที่คุ้มครองและเขตสงวนแห่งชาติ งานศิลป์และทองคำขนาดเล็ก การขุดตามแม่น้ำในภูมิภาคอเมซอนตะวันตกนี้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา25 และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นด้วยราคาทองคำที่สูงและการเชื่อมต่อกับใจกลางเมืองผ่านทางหลวงข้ามมหาสมุทรที่เพิ่มขึ้น กิจกรรมจะดำเนินต่อไป 3.เราเลือกไซต์สองแห่งที่ไม่มีการขุด , ประมาณ 100 และ 50 กม. จาก ASGM ตามลำดับ) - ต่อจากนี้จะเรียกว่า "พื้นที่ห่างไกล" - และสามไซต์ภายในพื้นที่การขุด - ต่อจากนี้จะเรียกว่าไซต์การขุด "พื้นที่ห่างไกล" (รูปที่ 2A) การขุดสองแห่ง ไซต์ตั้งอยู่ในป่าทุติยภูมิใกล้กับเมืองโบกาโคโลราโดและลาเบลลินโต และแหล่งทำเหมืองแห่งหนึ่งตั้งอยู่ในป่าเก่าแก่ที่ยังคงสภาพสมบูรณ์บน Los Amigos Conservation สัมปทาน โปรดทราบว่าที่เหมือง Boca Colorado และ Laberinto ของเหมือง ไอปรอทที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ของอมัลกัมทองคำปรอทมักเกิดขึ้นบ่อยครั้ง แต่ไม่ทราบตำแหน่งและปริมาณที่แน่นอน เนื่องจากกิจกรรมเหล่านี้มักไม่เป็นทางการและเป็นความลับเราจะรวมการทำเหมืองแร่และปรอท การเผาไหม้ของโลหะผสมเรียกรวมกันว่า "กิจกรรม ASGM" ในแต่ละไซต์ เราติดตั้งเครื่องเก็บตัวอย่างตะกอนในฤดูแล้งและฤดูฝนในพื้นที่โล่ง (พื้นที่ตัดไม้ทำลายป่าที่ปราศจากไม้ยืนต้น) และใต้ร่มไม้ (ป่า) พื้นที่) สำหรับเหตุการณ์ตามฤดูกาลทั้งหมด 3 เหตุการณ์ (แต่ละครั้งใช้เวลา 1 - 2 เดือน) ) การสะสมของตะกอนเปียกและการเจาะแบบแยกส่วน และใช้เครื่องเก็บตัวอย่างอากาศแบบพาสซีฟในพื้นที่เปิดเพื่อรวบรวม GEM ในปีต่อไป โดยอิงจากการตกสะสมที่สูง อัตราที่วัดได้ในปีแรก เราได้ติดตั้งนักสะสมบนแปลงป่าอีก 6 แปลงใน Los Amigos
แผนที่ของจุดสุ่มตัวอย่างห้าจุดจะแสดงเป็นวงกลมสีเหลือง ไซต์สองแห่ง (Boca Manu, Chilive) ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่ห่างไกลจากการขุดทองโดยฝีมือ และสามไซต์ (Los Amigos, Boca Colorado และ Laberinto) ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากการทำเหมือง โดยมีเมืองเหมืองแร่แสดงเป็นรูปสามเหลี่ยมสีน้ำเงิน ภาพประกอบแสดงพื้นที่ป่าห่างไกลและพื้นที่ป่าที่ถูกทำลายจากการทำเหมือง ในทุกตัวเลข เส้นประแสดงถึงเส้นแบ่งระหว่างพื้นที่ห่างไกลสองแห่ง (ซ้าย) กับพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากการทำเหมืองสามแห่ง ( ขวา).B ความเข้มข้นของธาตุปรอทที่เป็นก๊าซ (GEM) ในแต่ละพื้นที่ในฤดูแล้งปี 2018 (n = ตัวอย่างอิสระ 1 ตัวอย่างต่อพื้นที่; สัญลักษณ์สี่เหลี่ยมจัตุรัส) และฤดูฝน (n = ตัวอย่างอิสระ 2 ตัวอย่าง; สัญลักษณ์สี่เหลี่ยม) ฤดูกาล C ความเข้มข้นของปรอททั้งหมด ในการตกตะกอนที่เก็บรวบรวมในป่า (boxplot สีเขียว) และการตัดไม้ทำลายป่า (boxplot สีน้ำตาล) ในช่วงฤดูแล้งของปี 2018 สำหรับ boxplot ทั้งหมด เส้นแสดงถึงค่ามัธยฐาน กล่องแสดง Q1 และ Q3 หนวดแสดงถึง 1.5 เท่าของพิสัยระหว่างควอร์ไทล์ (n =ตัวอย่างอิสระ 5 ตัวอย่างต่อพื้นที่ป่า n = 4 ตัวอย่างอิสระต่อตัวอย่างพื้นที่ตัดไม้ทำลายป่า)D ความเข้มข้นของปรอททั้งหมดในใบที่เก็บจากกระโจมของ Ficus insipida และ Inga feuillei ในช่วงฤดูแล้งในปี 2018 (แกนซ้าย;สี่เหลี่ยมสีเขียวเข้มและสัญลักษณ์สามเหลี่ยมสีเขียวอ่อน ตามลำดับ) และจากขยะจำนวนมากบนพื้น (แกนขวา สัญลักษณ์วงกลมสีเขียวมะกอก) ค่าจะแสดงเป็นค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (n = 3 ตัวอย่างอิสระต่อไซต์สำหรับใบสด n = ตัวอย่างอิสระ 1 ตัวอย่างสำหรับครอก)E ความเข้มข้นของปรอททั้งหมดในดินชั้นบน (0-5 ซม. บนสุด) ที่เก็บในป่า (บ็อกซ์แปลงสีเขียว) และการตัดไม้ทำลายป่า (บ็อกซ์พล็อตสีน้ำตาล) ในช่วงฤดูแล้งปี 2018 (n = 3 ตัวอย่างอิสระต่อไซต์ ) ข้อมูลสำหรับฤดูกาลอื่นแสดงในรูปที่ 1.S1 และ S2
ความเข้มข้นของปรอทในบรรยากาศ (GEM) สอดคล้องกับการคาดการณ์ของเรา โดยมีค่าสูงรอบกิจกรรม ASGM โดยเฉพาะรอบ ๆ เมืองที่เผาไหม้อะมัลกัม Hg-gold และค่าต่ำในพื้นที่ห่างไกลจากพื้นที่ทำเหมืองที่ใช้งานอยู่ (รูปที่ 2B)ใน พื้นที่ห่างไกล ความเข้มข้นของ GEM ต่ำกว่าความเข้มข้นพื้นหลังเฉลี่ยทั่วโลกในซีกโลกใต้ประมาณ 1 ng m-326 ในทางตรงกันข้าม ความเข้มข้นของ GEM ในเหมืองทั้งสามนั้นสูงกว่าในเหมืองห่างไกล 2-14 เท่า และความเข้มข้นในเหมืองใกล้เคียง ( มากถึง 10.9 ng m-3) เทียบได้กับในเขตเมืองและเขตเมือง และบางครั้งก็เกินในสหรัฐอเมริกา เขตอุตสาหกรรมในจีนและเกาหลี 27 รูปแบบ GEM ใน Madre de Dios นี้สอดคล้องกับการเผาอมัลกัมทองคำปรอทเป็น แหล่งที่มาหลักของปรอทในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นในภูมิภาคอเมซอนที่ห่างไกลนี้
ในขณะที่ความเข้มข้นของ GEM ในสำนักหักบัญชีติดตามความใกล้ชิดกับการขุด ความเข้มข้นของปรอททั้งหมดในน้ำตกที่เจาะทะลุนั้นขึ้นอยู่กับความใกล้ชิดกับการทำเหมืองและโครงสร้างหลังคาของป่า แบบจำลองนี้แสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของ GEM เพียงอย่างเดียวไม่ได้คาดการณ์ว่าจะมีการสะสมของปรอทสูงในภูมิประเทศที่ใด เราวัดค่าสูงสุด ความเข้มข้นของปรอทในป่าที่ยังไม่บุบสลายภายในพื้นที่ทำเหมือง (รูปที่ 2C) การอนุรักษ์ Los Amigos Conservation มีความเข้มข้นเฉลี่ยสูงสุดของปรอททั้งหมดในฤดูแล้ง (ช่วง: 18-61 ng L-1) ที่รายงานในวรรณคดีและเปรียบเทียบได้ จนถึงระดับที่วัด ณ บริเวณที่ปนเปื้อนด้วยการทำเหมืองชาดและการเผาไหม้ถ่านหินในอุตสาหกรรมความแตกต่าง 28 ในกุ้ยโจว ประเทศจีน ตามความรู้ของเรา ค่าเหล่านี้แสดงถึงฟลักซ์ของปรอทปริมาณงานประจำปีสูงสุดที่คำนวณโดยใช้ความเข้มข้นของปรอทในฤดูแล้งและฤดูฝนและอัตราการตกตะกอน (71 µg m-2 yr-1; ตารางเพิ่มเติมที่ 1) พื้นที่ทำเหมืองอีก 2 แห่งไม่มีระดับปรอทในระดับสูงเมื่อเทียบกับพื้นที่ห่างไกล (ช่วง: 8-31 ng L-1; 22-34 µg m-2 yr-1) ยกเว้น Hg เฉพาะอะลูมิเนียมและ แมงกานีสมีปริมาณงานเพิ่มขึ้นในพื้นที่การทำเหมือง ซึ่งน่าจะเกิดจากการเคลียร์ที่ดินที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืององค์ประกอบหลักและปริมาณร่องรอยที่วัดได้อื่นๆ ทั้งหมดไม่ได้แตกต่างกันระหว่างการขุดและพื้นที่ห่างไกล (ไฟล์ข้อมูลเสริม 1 ) การค้นพบที่สอดคล้องกับพลวัตของปรอทในใบ 29 และการเผาไหม้อะมัลกัมของ ASGM แทนที่จะเป็นฝุ่นในอากาศ ซึ่งเป็นแหล่งที่มาหลักของปรอทในการตกที่ทะลุทะลวง .
นอกจากทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับสำหรับอนุภาคและปรอทที่เป็นก๊าซแล้ว ใบพืชสามารถดูดซับและรวม GEM เข้ากับเนื้อเยื่อได้โดยตรง 30,31 ในความเป็นจริง ที่ไซต์ใกล้กับกิจกรรม ASGM ขยะเป็นแหล่งสะสมปรอทที่สำคัญ ความเข้มข้นเฉลี่ยของปรอท (0.080) –0.22 µg g−1) วัดในใบกระโจมที่มีชีวิตจากแหล่งทำเหมืองทั้งสามแห่ง เกินค่าที่เผยแพร่สำหรับป่าเขตอบอุ่น ทางเหนือ และเทือกเขาแอลป์ในอเมริกาเหนือ ยุโรป และเอเชีย รวมถึงป่าอเมซอนอื่นๆ ในอเมริกาใต้ ตั้งอยู่ในอเมริกาใต้พื้นที่ห่างไกลและแหล่งกำเนิดใกล้จุด 32, 33, 34ความเข้มข้นเทียบได้กับรายงานปรอททางใบในป่าเบญจกึ่งเขตร้อนในจีนและป่าแอตแลนติกในบราซิล (รูปที่ 2D)32,33,34 ตามแบบจำลอง GEM สูงสุด ความเข้มข้นของปรอททั้งหมดในขยะมูลฝอยและใบกระโจมวัดได้ในป่าทุติยภูมิภายในพื้นที่ทำเหมือง อย่างไรก็ตาม ฟลักซ์ของปรอทโดยประมาณจะสูงที่สุดในป่าปฐมภูมิที่ไม่บุบสลายที่เหมืองลอส อามิกอส น่าจะเป็นเพราะมวลของเสียที่มากขึ้น เราคูณค่าก่อนหน้านี้ รายงาน Amazon 35 ของชาวเปรูโดย Hg ที่วัดในครอก (เฉลี่ยระหว่างฤดูฝนและฤดูแล้ง) (รูปที่ 3A) ข้อมูลนี้ชี้ให้เห็นว่าความใกล้ชิดกับพื้นที่ทำเหมืองและฝาครอบต้นไม้มีส่วนสำคัญต่อปริมาณสารปรอทใน ASGM ในภูมิภาคนี้
ข้อมูลแสดงในพื้นที่ป่า A และเขตการตัดไม้ทำลายป่า B พื้นที่ที่ตัดไม้ทำลายป่าของ Los Amigos เป็นการหักบัญชีของสถานีภาคสนามที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนเล็ก ๆ ของที่ดินทั้งหมด ฟลักซ์จะแสดงด้วยลูกศรและแสดงเป็น µg m-2 yr-1 สำหรับ ชั้นบนสุดของดิน 0-5 ซม. แอ่งน้ำจะแสดงเป็นวงกลมและมีหน่วย µg m-2 เปอร์เซ็นต์แสดงถึงเปอร์เซ็นต์ของปรอทที่มีอยู่ในสระหรือฟลักซ์ในรูปของเมทิลเมอร์คิวรีความเข้มข้นเฉลี่ยระหว่างฤดูแล้ง (2018 และ 2019) และฤดูฝน (2561) สำหรับปริมาณปรอททั้งหมดผ่านปริมาณน้ำฝน ปริมาณน้ำฝนจำนวนมาก และขยะ สำหรับการประมาณการปริมาณสารปรอทในขนาดที่เพิ่มขึ้น ข้อมูลเมทิลเมอร์คิวรีอิงตามฤดูแล้งปี 2018 ซึ่งเป็นปีเดียวที่มีการวัด ดู “วิธีการ” สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับการคำนวณการรวมและฟลักซ์C ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของปรอททั้งหมดกับดัชนีพื้นที่ใบในการอนุรักษ์ Los Amigos Conservation Conservation แปดแปลง โดยอิงจากการถดถอยกำลังสองน้อยที่สุดปกติD ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของปรอททั้งหมดในหยาดน้ำฟ้าและทีโอทีอัล พื้นผิว ความเข้มข้นของปรอทในดินสำหรับทั้งห้าไซต์ในป่า (วงกลมสีเขียว) และการตัดไม้ทำลายป่า (สามเหลี่ยมสีน้ำตาล) ตามการถดถอยกำลังสองน้อยที่สุดปกติ (แถบข้อผิดพลาดแสดงค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน)
การใช้ข้อมูลปริมาณน้ำฝนและขยะในระยะยาว เราสามารถปรับขนาดการวัดการซึมผ่านและปริมาณสารปรอทจากขยะจากแคมเปญทั้งสามเพื่อประมาณการฟลักซ์ของปรอทในบรรยากาศประจำปีสำหรับสัมปทานการอนุรักษ์ Los Amigos (การเจาะ + จำนวนครอก + ปริมาณน้ำฝน) สำหรับ การประมาณการเบื้องต้น เราพบว่าฟลักซ์ของปรอทในบรรยากาศในเขตสงวนป่าไม้ที่อยู่ติดกับกิจกรรมของ ASGM นั้นสูงกว่าบริเวณที่ตัดไม้ทำลายป่าโดยรอบถึง 15 เท่า (137 เทียบกับ 9 µg Hg m-2 yr-1; รูปที่ 3 A,B) ข้อมูลเบื้องต้นนี้ ประมาณการระดับปรอทในลอส อามิกอส สูงกว่าปริมาณสารปรอทที่รายงานก่อนหน้านี้ใกล้แหล่งปรอทในป่าในอเมริกาเหนือและยุโรป (เช่น การเผาไหม้ถ่านหิน) และเทียบได้กับค่าในอุตสาหกรรมของจีน 21,36 ทั้งหมดบอก ประมาณ 94 % ของการสะสมปรอททั้งหมดในป่าคุ้มครองของ Los Amigos เกิดจากการตกตะกอนแบบแห้ง (การแทรกซึม + เศษซาก - สารปรอทที่ตกตะกอน) ซึ่งมีส่วนสนับสนุนสูงกว่าส่วนอื่น ๆ ส่วนใหญ่มากภูมิทัศน์ทั่วโลก ผลลัพธ์เหล่านี้เน้นที่ระดับสารปรอทที่เพิ่มขึ้นเข้าสู่ป่าโดยการสะสมแบบแห้งจาก ASGM และความสำคัญของหลังคาป่าในการกำจัดปรอทที่มาจาก ASGM ออกจากชั้นบรรยากาศ เราคาดว่ารูปแบบการสะสม Hg ที่เสริมสมรรถนะสูงที่พบในพื้นที่ป่าใกล้ ASGM กิจกรรมไม่ซ้ำกับเปรู
ในทางตรงกันข้าม พื้นที่ที่ถูกตัดไม้ทำลายป่าในพื้นที่เหมืองแร่มีระดับปรอทต่ำกว่า ส่วนใหญ่เกิดจากการตกตะกอนอย่างหนัก โดยมีสารปรอทเข้ามาเพียงเล็กน้อยจากการตกและทิ้งขยะ ความเข้มข้นของปรอททั้งหมดในตะกอนจำนวนมากในพื้นที่เหมืองเทียบได้กับที่วัดได้ในพื้นที่ห่างไกล (รูปที่ 2C ) ความเข้มข้นเฉลี่ย (ช่วง: 1.5–9.1 ng L-1) ของปรอททั้งหมดในฤดูแล้งปริมาณน้ำฝนต่ำกว่าค่าที่รายงานก่อนหน้านี้ใน Adirondacks ของนิวยอร์ก37 และโดยทั่วไปจะต่ำกว่าในภูมิภาคอเมซอนที่อยู่ห่างไกล ปริมาณน้ำฝนที่ป้อนเข้าจำนวนมากของ Hg ต่ำกว่า (8.6-21.5 µg Hg m-2 yr-1) ในพื้นที่ที่ตัดไม้ทำลายป่าที่อยู่ติดกันเมื่อเทียบกับ GEM รูปแบบความเข้มข้นผ่านหยดและครอกของพื้นที่ทำเหมือง และไม่สะท้อนความใกล้ชิดกับการทำเหมือง เนื่องจาก ASGM ต้องการการตัดไม้ทำลายป่า พื้นที่เคลียร์ 2,3 แห่งที่มีกิจกรรมการขุดเข้มข้นจึงมีสารปรอทที่นำเข้าจากการสะสมในชั้นบรรยากาศต่ำกว่าพื้นที่ป่าใกล้เคียง แม้ว่า ASGM จะปล่อยโดยตรงที่ไม่ใช่บรรยากาศ (เช่นสารปรอทหกหรือหางแร่) มีแนวโน้มว่าจะสูงมากสูง 22.
การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ของปรอทที่พบในแอมะซอนของเปรูนั้นเกิดจากความแตกต่างอย่างมากภายในและระหว่างพื้นที่ในช่วงฤดูแล้ง (ป่าไม้และการตัดไม้ทำลายป่า) (รูปที่ 2) ในทางตรงกันข้าม เราเห็นความแตกต่างระหว่างไซต์และระหว่างไซต์น้อยที่สุด Hg ฟลักซ์ต่ำในฤดูฝน (รูปที่ 1) ความแตกต่างของฤดูกาลนี้ (รูปที่ 2B) อาจเป็นเพราะความเข้มของการขุดและการผลิตฝุ่นในฤดูแล้ง การตัดไม้ทำลายป่าที่เพิ่มขึ้นและปริมาณน้ำฝนที่ลดลงในช่วงฤดูแล้งอาจทำให้ฝุ่นเพิ่มขึ้น การผลิต ซึ่งเป็นการเพิ่มปริมาณของอนุภาคในบรรยากาศที่ดูดซับปรอท การผลิตสารปรอทและฝุ่นในช่วงฤดูแล้งอาจส่งผลต่อรูปแบบการไหลของปรอทภายในการตัดไม้ทำลายป่าเมื่อเทียบกับพื้นที่ป่าของสัมปทานอนุรักษ์ Los Amigos
เนื่องจากสารปรอทจาก ASGM ในอเมซอนของเปรูถูกฝากไว้ในระบบนิเวศบนบกโดยหลักผ่านการมีปฏิสัมพันธ์กับไม้พุ่มของป่า เราจึงทดสอบว่าความหนาแน่นของยอดไม้ที่สูงขึ้น (กล่าวคือ ดัชนีพื้นที่ใบ) จะนำไปสู่การป้อนสารปรอทที่สูงขึ้นหรือไม่ ในป่าที่ไม่บุบสลายของ Los Amigos สัมปทานการอนุรักษ์ เรารวบรวมหยดหยดจากแปลงป่า 7 แปลงที่มีความหนาแน่นของยอดไม้ต่างกัน เราพบว่าดัชนีพื้นที่ใบเป็นตัวทำนายที่แข็งแกร่งของปริมาณสารปรอททั้งหมดผ่านฤดูใบไม้ร่วง และความเข้มข้นของปรอทรวมเฉลี่ยตลอดฤดูใบไม้ร่วงเพิ่มขึ้นด้วยดัชนีพื้นที่ใบ (รูปที่ 3C ) ตัวแปรอื่น ๆ อีกมากมายยังส่งผลต่อการป้อนปรอทผ่านหยด รวมถึงอายุใบ 34 ความหยาบของใบ ความหนาแน่นของปากใบ ความเร็วลม39 ความปั่นป่วน อุณหภูมิ และช่วงก่อนแห้ง
สอดคล้องกับอัตราการสะสมของปรอทสูงสุด ดินชั้นบน (0-5 ซม.) ของพื้นที่ป่า Los Amigos มีความเข้มข้นของปรอทรวมสูงสุด (140 ng g-1 ในฤดูแล้งปี 2018; รูปที่ 2E) นอกจากนี้ ความเข้มข้นของปรอทยัง อุดมสมบูรณ์ทั่วทั้งโปรไฟล์ดินแนวตั้งที่วัดได้ทั้งหมด (ช่วง 138–155 ng g-1 ที่ความลึก 45 ซม. รูปที่ 3) ไซต์เดียวที่มีความเข้มข้นของปรอทในดินสูงในช่วงฤดูแล้งปี 2018 คือพื้นที่ตัดไม้ทำลายป่าที่อยู่ใกล้ เมืองเหมืองแร่ (โบคา โคโลราโด) ที่ไซต์นี้ เราตั้งสมมติฐานว่าความเข้มข้นที่สูงมากอาจเกิดจากการปนเปื้อนของธาตุปรอทเฉพาะที่ในระหว่างการหลอมเหลว เนื่องจากความเข้มข้นไม่เพิ่มขึ้นที่ระดับความลึก (>5 ซม.) เศษส่วนของการสะสมของปรอทในบรรยากาศ การสูญเสียการหลุดรอดจากดิน (เช่น ปรอทที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ) เนื่องจากการปกคลุมของกระโจมอาจต่ำกว่าในพื้นที่ป่ามากเมื่อเทียบกับพื้นที่ที่ถูกตัดไม้ทำลายป่า40 ซึ่งบ่งชี้ว่าสัดส่วนของปรอทที่มีนัยสำคัญถูกฝากไว้กับการอนุรักษ์พื้นที่ยังคงอยู่ในดิน แอ่งปรอททั้งหมดในดินในป่าขั้นต้นของการอนุรักษ์ Los Amigos Conservation คือ 9100 ไมโครกรัมปรอท m-2 ภายใน 5 ซม. แรกและมากกว่า 80,000 ไมโครกรัมปรอท m-2 ภายใน 45 ซม. แรก
เนื่องจากใบไม้ดูดซับปรอทในชั้นบรรยากาศเป็นหลัก แทนที่จะเป็นปรอทในดิน 30,31 แล้วขนส่งปรอทนี้ลงสู่ดินโดยการตกลงมา จึงเป็นไปได้ที่อัตราการสะสมของปรอทที่สูงจะขับเคลื่อนรูปแบบที่สังเกตพบในดิน เราพบความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างค่าเฉลี่ยทั้งหมด ความเข้มข้นของปรอทในดินชั้นบนและความเข้มข้นของปรอททั้งหมดในพื้นที่ป่าไม้ทั้งหมด ในขณะที่ไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างปรอทบนดินกับความเข้มข้นของปรอททั้งหมดในฝนหนักในพื้นที่ตัดไม้ทำลายป่า (รูปที่ 3 มิติ) รูปแบบที่คล้ายกันยังปรากฏชัดในความสัมพันธ์ระหว่างแอ่งปรอทบนดินกับ การไหลของปรอททั้งหมดในพื้นที่ป่า แต่ไม่พบในพื้นที่ที่มีการตัดไม้ทำลายป่า (สระปรอทบนดินและปริมาณปรอทรวมที่ตกตะกอน)
การศึกษาเกือบทั้งหมดเกี่ยวกับมลพิษของปรอทบนบกที่เกี่ยวข้องกับ ASGM นั้นจำกัดอยู่ที่การวัดปริมาณปรอททั้งหมด แต่ความเข้มข้นของเมทิลเมอร์คิวรีจะกำหนดการดูดซึมของปรอทและการสะสมของสารอาหารและการสัมผัสในภายหลัง ในระบบนิเวศบนบก ปรอทถูกเมทิลเลตโดยจุลินทรีย์ภายใต้สภาวะที่เป็นพิษ 41,42 ดังนั้นจึงเป็น เชื่อกันโดยทั่วไปว่าดินที่ราบสูงมีเมทิลเมอร์คิวรีที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม เป็นครั้งแรกที่เราได้บันทึกความเข้มข้นของ MeHg ที่วัดได้ในดินอเมซอนใกล้ ASGMs ซึ่งบ่งชี้ว่าความเข้มข้นของ MeHg ที่เพิ่มขึ้นนั้นขยายเกินระบบนิเวศทางน้ำและไปสู่สภาพแวดล้อมบนบกภายในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจาก ASGM รวมทั้งที่จมอยู่ใต้น้ำในฤดูฝนดินและดินที่แห้งตลอดปี ความเข้มข้นสูงสุดของเมทิลเมอร์คิวรีในดินชั้นบนในช่วงฤดูแล้งปี 2561 เกิดขึ้นในพื้นที่ป่าสองแห่งของเหมือง (เขตสงวนโบคาโคโลราโดและลอส อามิกอส; 1.4 ng MeHg g-1, 1.4% Hg เป็น MeHg และ 1.1 ng MeHg g-1 ตามลำดับ ที่ 0.79% Hg (ตาม MeHg) เนื่องจากเปอร์เซ็นต์ของปรอทในรูปของเมทิลเมอร์คิวรีเหล่านี้เทียบได้กับตำแหน่งบนพื้นโลกอื่น ๆ ทั่วโลก (รูปที่ 4) ความเข้มข้นสูงของเมทิลเมอร์คิวรีจึงปรากฏ เกิดจากการป้อนปรอทรวมสูงและการจัดเก็บปรอททั้งหมดในดินในปริมาณมาก มากกว่าการแปลงสุทธิของปรอทอนินทรีย์ที่มีอยู่เป็นเมทิลเมอร์คิวรี (รูปที่ 5 เสริม) ผลลัพธ์ของเราแสดงถึงการวัดครั้งแรกของเมทิลเมอร์คิวรีในดินใกล้กับ ASGM ในอเมซอนของเปรู จากการศึกษาอื่น ๆ ได้รายงานการผลิตเมทิลเมอร์คิวรีที่สูงขึ้นในภูมิประเทศที่มีน้ำท่วมขังและแห้งแล้ง43,44 และเราคาดว่าความเข้มข้นของเมทิลเมอร์คิวรีจะสูงขึ้นในพื้นที่ป่าใกล้เคียงตามฤดูกาลและพื้นที่ชุ่มน้ำถาวรที่อยู่ใกล้เคียงโหลดปรอทที่คล้ายกันแม้ว่าเมทิลเมอร์คิวรีจะมีความเสี่ยงต่อความเป็นพิษต่อสัตว์ป่าบกใกล้กับกิจกรรมการขุดทองหรือไม่ แต่ป่าเหล่านี้ใกล้กับกิจกรรม ASGM อาจเป็นจุดที่มีการสะสมทางชีวภาพของปรอทในใยอาหารบนบก
ความหมายที่สำคัญที่สุดและแปลกใหม่ของงานของเราคือการบันทึกการขนส่งปรอทปริมาณมากไปยังป่าที่อยู่ติดกับ ASGM ข้อมูลของเราชี้ให้เห็นว่าปรอทนี้มีอยู่ในและเคลื่อนผ่านใยอาหารบนบก นอกจากนี้ ปริมาณปรอทที่มีนัยสำคัญ ถูกเก็บไว้ในชีวมวลและดิน และมีแนวโน้มว่าจะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน4 และไฟป่า45,46 อเมซอนทางตะวันออกเฉียงใต้ของเปรูเป็นระบบนิเวศที่มีความหลากหลายทางชีวภาพมากที่สุดแห่งหนึ่งของสัตว์มีกระดูกสันหลังและแท็กซ่าแมลงบนโลก ความซับซ้อนของโครงสร้างสูงภายในเขตร้อนแบบโบราณที่ไม่บุบสลาย ป่าไม้ส่งเสริมความหลากหลายทางชีวภาพของนก48 และจัดหาช่องสำหรับสายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในป่าที่หลากหลาย49 ด้วยเหตุนี้ พื้นที่มากกว่า 50% ของ Madre de Dios จึงถูกกำหนดให้เป็นพื้นที่คุ้มครองหรือเขตสงวนแห่งชาติ50 แรงกดดันจากนานาชาติให้ควบคุมกิจกรรม ASGM ที่ผิดกฎหมายใน เขตสงวนแห่งชาติตัมโบปาตาเติบโตขึ้นอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา นำไปสู่การบังคับใช้กฎหมายครั้งใหญ่ (Operación Mercurio) โดยรัฐบาลเปรูในปี 2019 อย่างไรก็ตาม การค้นพบของเราชี้ให้เห็นว่าความซับซ้อนของป่าไม้ที่รองรับความหลากหลายทางชีวภาพของอเมซอนทำให้ภูมิภาคนี้มีความเสี่ยงสูงต่อการโหลดและการจัดเก็บสารปรอทในภูมิประเทศที่มีการปล่อยสารปรอทที่เกี่ยวข้องกับ ASGM เพิ่มขึ้น นำไปสู่การไหลของปรอททั่วโลกผ่านทางน้ำการวัดปริมาณที่รายงานสูงสุดนั้นอิงจากการประมาณการเบื้องต้นของเราเกี่ยวกับฟลักซ์ของสารปรอทที่เพิ่มขึ้นในป่าที่ไม่บุบสลายใกล้กับ ASGM ในขณะที่การตรวจสอบของเราเกิดขึ้นในป่าสงวน รูปแบบของปริมาณสารปรอทที่เพิ่มขึ้นและการกักเก็บจะนำไปใช้กับป่าดิบชื้นที่มีการเจริญเติบโตแบบเก่า ใกล้กับกิจกรรมของ ASGM รวมถึงเขตกันชน ดังนั้นผลลัพธ์เหล่านี้จึงสอดคล้องกับป่าที่ได้รับการคุ้มครองและไม่ได้รับการคุ้มครองป่าไม้ที่ได้รับการคุ้มครองมีความคล้ายคลึงกัน ดังนั้นความเสี่ยงของ ASGM ต่อภูมิประเทศที่มีสารปรอทไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับการนำเข้าปรอทโดยตรงผ่านการปล่อยมลพิษในชั้นบรรยากาศ การรั่วไหล และหางแร่ แต่ยังรวมถึงความสามารถของภูมิประเทศในการดักจับ จัดเก็บ และแปลงปรอทให้กลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่ใช้ประโยชน์ได้มากขึ้น แบบฟอร์มที่เกี่ยวข้องกับศักยภาพ เมทิลเมอร์คิวรี่ แสดงผลต่างกันต่อแอ่งสารปรอททั่วโลกและสัตว์ป่าบนบก ขึ้นอยู่กับพื้นที่ป่าใกล้เหมืองแร่
โดยการกักเก็บปรอทในชั้นบรรยากาศ ป่าไม้ที่ไม่บุบสลายใกล้กับเหมืองทองคำและเหมืองทองคำขนาดเล็กสามารถลดความเสี่ยงของปรอทต่อระบบนิเวศทางน้ำในบริเวณใกล้เคียงและแหล่งกักเก็บปรอทในบรรยากาศทั่วโลกได้ หากป่าเหล่านี้ถูกล้างเพื่อขยายการขุดหรือทำการเกษตร สารปรอทที่ตกค้างสามารถถ่ายโอนจากดินสู่น้ำได้ ระบบนิเวศจากไฟป่า การหลบหนีและ/หรือการไหลบ่า 45, 46, 51, 52, 53 ในแอมะซอนของเปรู มีการใช้ปรอทประมาณ 180 ตันต่อปีใน ASGM54 ซึ่งประมาณหนึ่งในสี่ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ55 ตามสัมปทานการอนุรักษ์ ที่ Los Amigos พื้นที่นี้มีประมาณ 7.5 เท่าของพื้นที่คุ้มครองและเขตอนุรักษ์ธรรมชาติทั้งหมดในภูมิภาค Madre de Dios (ประมาณ 4 ล้านเฮกตาร์) ซึ่งมีสัดส่วนพื้นที่คุ้มครองมากที่สุดในจังหวัดอื่นของเปรูและเหล่านี้ พื้นที่ขนาดใหญ่ของที่ดินป่าที่ไม่บุบสลายอยู่นอกรัศมีการสะสมของ ASGM และปรอทบางส่วน ดังนั้นการสะสมปรอทในป่าที่ไม่บุบสลายจึงไม่เพียงพอต่อการป้องกันไม่ให้ปรอทที่มาจาก ASGM เข้าสู่แอ่งปรอทในชั้นบรรยากาศระดับภูมิภาคและระดับโลก ซึ่งชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของการลดการปล่อยปรอท ASGM ชะตากรรมของปริมาณมากของ สารปรอทที่เก็บไว้ในระบบภาคพื้นดินได้รับอิทธิพลอย่างมากจากนโยบายการอนุรักษ์ การตัดสินใจในอนาคตเกี่ยวกับวิธีการจัดการป่าที่ไม่บุบสลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ใกล้กับกิจกรรมของ ASGM ดังนั้นจึงมีผลกระทบต่อการระดมปรอทและการดูดซึมในปัจจุบันและในทศวรรษหน้า
แม้ว่าป่าไม้สามารถกักเก็บปรอททั้งหมดที่ปล่อยออกมาในป่าเขตร้อนได้ แต่ก็ไม่ใช่ยาครอบจักรวาลสำหรับมลพิษจากสารปรอท เนื่องจากใยอาหารบนบกอาจเสี่ยงต่อสารปรอทเช่นกัน เรารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับความเข้มข้นของปรอทในสิ่งมีชีวิตภายในป่าที่ไม่บุบสลายเหล่านี้ แต่ก่อนอื่น การวัดปริมาณปรอทสะสมบนบกและเมทิลเมอร์คิวรีในดินบ่งชี้ว่าระดับปรอทในดินและเมทิลเมอร์คิวรีในระดับสูงอาจเพิ่มการสัมผัสกับผู้ที่อาศัยอยู่ในป่าเหล่านี้ความเสี่ยงสำหรับผู้บริโภคที่มีโภชนาการสูงข้อมูลจากการศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการสะสมทางชีวภาพของปรอทบนบกในป่าเขตอบอุ่น พบว่าความเข้มข้นของปรอทในเลือดในนกมีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นของปรอทในตะกอน และนกขับขานที่กินอาหารที่ได้จากพื้นดินทั้งหมดอาจมีความเข้มข้นของปรอทเพิ่มขึ้น 56,57 การได้รับสารปรอทในระดับสูงในนกขับขานมีความสัมพันธ์กัน ด้วยประสิทธิภาพการสืบพันธุ์และความสำเร็จที่ลดลง การอยู่รอดของลูกหลานที่ลดลง การพัฒนาที่บกพร่อง การเปลี่ยนแปลงทางพฤติกรรม ความเครียดทางสรีรวิทยา และการตาย58,59 หากแบบจำลองนี้เป็นจริงสำหรับอเมซอนของเปรู ฟลักซ์ของปรอทสูงที่เกิดขึ้นในป่าที่ไม่บุบสลายอาจนำไปสู่ความเข้มข้นของปรอทสูง ในนกและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่อาจเกิดผลร้ายได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความกังวลเนื่องจากภูมิภาคนี้เป็นจุดที่มีความหลากหลายทางชีวภาพทั่วโลก60 ผลลัพธ์เหล่านี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการป้องกันการทำเหมืองทองคำโดยช่างฝีมือและขนาดเล็กไม่ให้เกิดขึ้นภายในพื้นที่คุ้มครองแห่งชาติและเขตกันชนโดยรอบ พวกเขา กำหนดรูปแบบกิจกรรม ASGMมาตรา 15,16 อาจเป็นกลไกในการรับประกันว่าที่ดินที่ได้รับการคุ้มครองจะไม่ถูกเอารัดเอาเปรียบ
เพื่อประเมินว่าปรอทที่สะสมอยู่ในพื้นที่ป่าเหล่านี้กำลังเข้าสู่ใยอาหารบนบกหรือไม่ เราวัดขนหางของนกขับขานที่อาศัยอยู่หลายตัวจากเขตสงวน Los Amigos (ได้รับผลกระทบจากการขุด) และสถานีชีวภาพ Cocha Cashu (นกแก่ที่ไม่ได้รับผลกระทบ)ความเข้มข้นของปรอททั้งหมด ป่าเจริญเติบโต) 140 กม. จากพื้นที่สุ่มตัวอย่างโบกามานูต้นน้ำของเรา สำหรับทั้งสามสายพันธุ์ที่มีการสุ่มตัวอย่างหลายตัวในแต่ละไซต์ Hg นั้นสูงขึ้นในนกของ Los Amigos เมื่อเทียบกับ Cocha Cashu (รูปที่ 4) สิ่งนี้ รูปแบบยังคงมีอยู่โดยไม่คำนึงถึงนิสัยการกินอาหาร เนื่องจากตัวอย่างของเรารวมถึง Myrmotherula axillaris ที่ต่อต้านการกิน understory, Phlegopsis nigromaculata ที่ต่อต้านการกินมดและ Pipra fasciicauda ที่กินผลไม้ (1.8 [n = 10] เทียบกับ 0.9 μg g− 1 [n = 2], 4.1 [n = 10] vs. 1.4 µg g-1 [n = 2], 0.3 [n = 46] vs. 0.1 µg g-1 [n = 2]) จาก 10 Phlegopsis nigromaculata บุคคลที่สุ่มตัวอย่างที่ Los Amigos, 3 เกิน EC10 (ความเข้มข้นที่มีประสิทธิภาพสำหรับการลดความสำเร็จในการสืบพันธุ์ 10%), 3 เกิน EC20, 1 เกิน EC30 (ดูเกณฑ์ EC ใน Evers58) และไม่มี Cocha ใด ๆ ของ Cashu ใด ๆ เกิน EC10 เบื้องต้นเหล่านี้ การค้นพบที่มีความเข้มข้นของปรอทเฉลี่ยสูงขึ้น 2-3 เท่าในนกขับขานจากป่าอนุรักษ์ที่อยู่ติดกับกิจกรรม ASGMและความเข้มข้นของปรอทแต่ละตัวสูงขึ้นถึง 12 เท่า ทำให้เกิดความกังวลว่าการปนเปื้อนของปรอทจาก ASGM อาจเข้าสู่ใยอาหารบนบกระดับของความกังวลอย่างมาก ผลลัพธ์เหล่านี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการป้องกันกิจกรรม ASGM ในอุทยานแห่งชาติและเขตกันชนโดยรอบ
รวบรวมข้อมูลที่สัมปทานการอนุรักษ์ Los Amigos (n ​​= 10 สำหรับ Myrmotherula axillaris [understory invertivore] และ Phlegopsi nigromaculata [ant-following invertivore], n = 46 สำหรับ Pipra fasciicauda [frugivore]; สัญลักษณ์สามเหลี่ยมสีแดง) และสถานที่ห่างไกลใน Cocha สถานีชีวภาพ Kashu (n = 2 ต่อสายพันธุ์; สัญลักษณ์วงกลมสีเขียว) แสดงความเข้มข้นที่มีประสิทธิภาพ (ECs) เพื่อลดความสำเร็จในการสืบพันธุ์ลง 10%, 20% และ 30% (ดู Evers58) ภาพถ่ายนกดัดแปลงจาก Schulenberg65
ตั้งแต่ปี 2555 ขอบเขตของ ASGM ในอเมซอนของเปรูได้เพิ่มขึ้นมากกว่า 40% ในพื้นที่คุ้มครองและ 2,25 หรือมากกว่าในพื้นที่ที่ไม่มีการป้องกัน การใช้ปรอทอย่างต่อเนื่องในเหมืองทองคำโดยช่างฝีมือและขนาดเล็กอาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อสัตว์ป่า ที่อาศัยอยู่ในป่าเหล่านี้ แม้ว่าคนงานเหมืองจะหยุดใช้สารปรอทในทันที ผลกระทบของสารปนเปื้อนนี้ในดินสามารถคงอยู่ได้นานหลายศตวรรษ ด้วยศักยภาพที่จะเพิ่มการสูญเสียจากการตัดไม้ทำลายป่าและไฟป่า61,62 ดังนั้น มลพิษปรอทจาก ASGM อาจยาวนาน ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในป่าที่ไม่บุบสลายที่อยู่ติดกับ ASGM ความเสี่ยงในปัจจุบันและความเสี่ยงในอนาคตผ่านการปล่อยสารปรอทในป่าเก่าแก่ที่มีมูลค่าการอนุรักษ์สูงสุดและการเปิดใช้งานใหม่เพื่อเพิ่มศักยภาพการปนเปื้อน การค้นพบของเราว่าสิ่งมีชีวิตบนบกอาจมีความเสี่ยงสูงต่อการปนเปื้อนสารปรอทจาก ASGM ควรเป็นแรงผลักดันเพิ่มเติมสำหรับความพยายามอย่างต่อเนื่องในการลดการปล่อยสารปรอทจาก ASGM ความพยายามเหล่านี้รวมถึงแนวทางที่หลากหลายตั้งแต่การจับปรอทที่ค่อนข้างง่าย ระบบการกลั่นเพื่อการลงทุนทางเศรษฐกิจและสังคมที่ท้าทายยิ่งขึ้นซึ่งจะทำให้กิจกรรมเป็นทางการและลดแรงจูงใจทางเศรษฐกิจสำหรับ ASGM ที่ผิดกฎหมาย
เรามีสถานีห้าแห่งภายในรัศมี 200 กม. จากแม่น้ำ Madre de Dios เราเลือกสถานที่สุ่มตัวอย่างโดยพิจารณาจากความใกล้ชิดกับกิจกรรม ASGM แบบเข้มข้น ประมาณ 50 กม. ระหว่างแต่ละไซต์สุ่มตัวอย่าง ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ผ่านทางแม่น้ำ Madre de Dios (รูปที่ 2A) เรามี เลือกไซต์สองแห่งที่ไม่มีการขุด (Boca Manu และ Chilive ประมาณ 100 และ 50 กม. จาก ASGM ตามลำดับ) ต่อไปนี้จะเรียกว่า "ไซต์ระยะไกล" เราเลือกไซต์สามแห่งภายในพื้นที่การขุดซึ่งต่อไปนี้จะเรียกว่า "ไซต์เหมืองแร่" แหล่งทำเหมืองสองแห่งในป่าทุติยภูมิใกล้กับเมืองโบกาโคโลราโดและลาเบรินโต และสถานที่ทำเหมืองหนึ่งแห่งในป่าปฐมภูมิที่ไม่บุบสลาย สัมปทานการป้องกันลอสอามิกอสโปรดทราบว่าที่ไซต์โบคาโคโลราโดและลาเบรินโตในพื้นที่ทำเหมืองนี้ ไอปรอทที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ ของปรอท-ทองอมัลกัมเกิดขึ้นบ่อย แต่ไม่ทราบตำแหน่งและปริมาณที่แน่นอน เนื่องจากกิจกรรมเหล่านี้มักผิดกฎหมายและเป็นความลับเราจะรวมการทำเหมืองและการเผาไหม้โลหะผสมปรอทเรียกรวมกันว่า "กิจกรรม ASGM" ในช่วงฤดูแล้งปี 2018 (กรกฎาคมและสิงหาคม 2018) และฤดูฝนปี 2018 (ธันวาคม 2018) ในพื้นที่โล่ง (พื้นที่ตัดไม้ทำลายป่าที่ปราศจากไม้ยืนต้น) และ ใต้ร่มไม้ (พื้นที่ป่า) เราติดตั้งเครื่องเก็บตัวอย่างตะกอนที่ห้าไซต์และในเดือนมกราคม 2019) เพื่อรวบรวมการสะสมแบบเปียก (n = 3) และการเจาะหยด (n = 4) ตามลำดับ ตัวอย่างการตกตะกอนถูกรวบรวมในช่วงสี่สัปดาห์ใน ฤดูแล้งและสองถึงสามสัปดาห์ในฤดูฝน ในช่วงปีที่สองของการเก็บตัวอย่างฤดูแล้ง (กรกฎาคมและสิงหาคม 2019) เราได้ติดตั้งนักสะสม (n = 4) ในแปลงป่าเพิ่มอีก 6 แปลงใน Los Amigos เป็นเวลาห้าสัปดาห์โดยอิงจาก อัตราการสะสมสูงที่วัดได้ในปีแรก มีแปลงป่าทั้งหมด 7 แปลง และตัดไม้ทำลายป่า 1 แปลงสำหรับ Los Amigos ระยะห่างระหว่างแปลงคือ 0.1 ถึง 2.5 กม. เรารวบรวมจุดอ้างอิง GPS หนึ่งจุดต่อแปลงโดยใช้ Garmin GPS แบบใช้มือถือ
เราปรับใช้เครื่องเก็บตัวอย่างอากาศแบบพาสซีฟสำหรับปรอทในแต่ละสถานที่ของเราห้าแห่งในช่วงฤดูแล้งปี 2018 (กรกฎาคม-สิงหาคม 2018) และฤดูฝนปี 2018 (ธันวาคม 2018-มกราคม 2019) เป็นเวลาสองเดือน (PAS) หนึ่งตัวอย่าง PAS ถูกปรับใช้ต่อไซต์ ในช่วงฤดูแล้งและมีการใช้ตัวอย่าง PAS สองตัวในช่วงฤดูฝน PAS (พัฒนาโดย McLagan et al. 63) รวบรวมก๊าซปรอท (GEM) โดยการแพร่กระจายและการดูดซับแบบพาสซีฟบนตัวดูดซับคาร์บอนที่เคลือบด้วยกำมะถัน (HGR-AC) ผ่าน อุปสรรคการแพร่กระจายของ Radiello อุปสรรคการแพร่กระจายของ PAS ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการผ่านของสารปรอทอินทรีย์ที่เป็นก๊าซดังนั้น มีเพียง GEM เท่านั้นที่ดูดซับคาร์บอน 64 เราใช้สายรัดพลาสติกเพื่อยึด PAS กับเสาเหนือพื้นดินประมาณ 1 เมตร ตัวอย่างทั้งหมดถูกปิดผนึกด้วยพาราฟิล์มหรือเก็บไว้ในถุงพลาสติกสองชั้นที่ปิดผนึกได้ก่อนและหลังการใช้งาน เรา เก็บพื้นที่เปล่าและเดินทาง PAS ที่ว่างเปล่าเพื่อประเมินการปนเปื้อนที่นำมาใช้ในระหว่างการสุ่มตัวอย่าง การจัดเก็บภาคสนาม การจัดเก็บในห้องปฏิบัติการ และการขนส่งตัวอย่าง
ในระหว่างการปรับใช้ไซต์สุ่มตัวอย่างทั้งห้าแห่ง เราวางตัวรวบรวมการตกตะกอนสามตัวสำหรับการวิเคราะห์ปรอท และตัวรวบรวมสองตัวสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีอื่นๆ และตัวรวบรวมผ่านสี่ตัวสำหรับการวิเคราะห์ปรอทที่ไซต์ตัดไม้ทำลายป่าตัวรวบรวมและตัวรวบรวมสองตัวสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีอื่น ๆ ตัวรวบรวมอยู่ห่างจากกันหนึ่งเมตร โปรดทราบว่าในขณะที่เรามีตัวรวบรวมจำนวนที่สม่ำเสมอติดตั้งในแต่ละไซต์ ในช่วงเวลาการรวบรวมบางช่วง เรามีขนาดตัวอย่างที่เล็กกว่าอันเนื่องมาจากน้ำท่วมที่ไซต์ มนุษย์ การรบกวนกับตัวสะสมและความล้มเหลวในการเชื่อมต่อระหว่างท่อและขวดสำหรับรวบรวม ที่ป่าแต่ละแห่งและบริเวณที่ตัดไม้ทำลายป่า ตัวรวบรวมหนึ่งตัวสำหรับการวิเคราะห์ปรอทมีขวดขนาด 500 มล. ในขณะที่อีกขวดหนึ่งบรรจุขวดขนาด 250 มล.ตัวเก็บรวบรวมอื่นๆ ทั้งหมดสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีมีขวดขนาด 250 มล. ตัวอย่างเหล่านี้ถูกเก็บไว้ในตู้เย็นจนกว่าจะไม่มีช่องแช่แข็ง จากนั้นจึงจัดส่งไปยังสหรัฐอเมริกาบนน้ำแข็ง จากนั้นจึงเก็บแช่แข็งไว้จนกว่าจะมีการวิเคราะห์ ตัวเก็บรวบรวมสำหรับการวิเคราะห์ปรอทประกอบด้วยกรวยแก้วที่ผ่าน ผ่านหลอดสไตรีน-เอทิลีน-บิวทาไดอีน-สไตรีนบล็อกโพลีเมอร์ (C-Flex) ใหม่ที่มีขวดโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตเอสเตอร์โคโพลีเอสเตอร์ไกลคอล (PETG) แบบใหม่ที่มีห่วงซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวล็อคไอ เมื่อใช้งาน ขวด PETG ขนาด 250 มล. ทั้งหมดถูกทำให้เป็นกรด ด้วยกรดไฮโดรคลอริกเกรดโลหะปริมาณน้อย (HCl) 1 มล. และขวด PETG ขนาด 500 มล. ทั้งหมดถูกทำให้เป็นกรดด้วย HCl เกรดโลหะติดตาม 2 มล. ตัวเก็บรวบรวมสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีอื่นๆ ประกอบด้วยกรวยพลาสติกที่เชื่อมต่อกับขวดโพลีเอทิลีนผ่านท่อ C-Flex ใหม่ที่มี ห่วงที่ทำหน้าที่เป็นตัวล็อคไอ กรวยแก้ว กรวยพลาสติก และขวดโพลีเอทิลีนทั้งหมดถูกล้างด้วยกรดก่อนใช้งาน เรารวบรวมตัวอย่างโดยใช้โปรโตคอลสำหรับมือที่สกปรก (วิธี EPA 1669) โดยเก็บตัวอย่างไว้ให้เย็นที่สุดเท่าที่จะทำได้จนกว่าจะเดินทางกลับมายังสหรัฐอเมริกา จากนั้นจึงเก็บตัวอย่างที่อุณหภูมิ 4°C จนกว่าจะทำการวิเคราะห์ การศึกษาก่อนหน้านี้โดยใช้วิธีนี้แสดงให้เห็นการฟื้นตัว 90-110% สำหรับช่องว่างในห้องปฏิบัติการที่ต่ำกว่าขีดจำกัดการตรวจจับและเดือยมาตรฐาน37
ที่ไซต์แต่ละแห่งจากทั้งห้าแห่ง เราเก็บใบเป็นใบกระโจม เก็บตัวอย่างใบไม้ ขยะสด และขยะมูลฝอยโดยใช้โปรโตคอลมือสะอาด-มือสกปรก (วิธี EPA 1669) ตัวอย่างทั้งหมดถูกรวบรวมภายใต้ใบอนุญาตการรวบรวมจาก SERFOR , เปรู และนำเข้ามาในสหรัฐอเมริกาภายใต้ใบอนุญาตนำเข้าของ USDA เรารวบรวมใบกระโจมจากต้นไม้สองชนิดที่พบได้ในทุกพื้นที่: ต้นไม้ที่เกิดใหม่ (Ficus insipida) และต้นไม้ขนาดกลาง (Inga feuilleei) เรารวบรวมใบไม้ จากไม้ทรงพุ่มโดยใช้หนังสติ๊ก Notch Big Shot ในช่วงฤดูแล้งปี 2018 ฤดูฝนปี 2018 และฤดูแล้งปี 2019 (n = 3 ตัวต่อชนิด) เราเก็บตัวอย่างใบไม้ (n = 1) โดยการรวบรวมใบจากแต่ละแปลงจาก กิ่งเหนือพื้นดินน้อยกว่า 2 เมตรในช่วงฤดูแล้งปี 2018 ฤดูฝนปี 2018 และฤดูแล้งปี 2019 ในปี 2019 เรายังเก็บตัวอย่างใบไม้ (n = 1) จากแปลงป่าเพิ่มอีก 6 แปลงใน Los Amigos เรารวบรวม ครอกสด (“ขยะจำนวนมาก”) ในตะกร้าตาข่ายพลาสติก(n = 5) ในช่วงฤดูฝนปี 2018 ในพื้นที่ป่าทั้งห้าแห่งและในช่วงฤดูแล้งปี 2019 ที่แปลง Los Amigos (n = 5) โปรดทราบว่าในขณะที่เราติดตั้งตะกร้าในแต่ละไซต์อย่างสม่ำเสมอ ขนาดตัวอย่างของเรามีขนาดเล็กลงเนื่องจากน้ำท่วมในพื้นที่และการแทรกแซงของมนุษย์กับนักสะสม ตะกร้าขยะทั้งหมดถูกวางไว้ภายในระยะหนึ่งเมตรของตัวเก็บน้ำ เรารวบรวมขยะจำนวนมากเป็นตัวอย่างขยะพื้นดินในช่วงฤดูแล้งปี 2018 ฤดูฝนปี 2018 และ ฤดูแล้งปี 2019 ในช่วงฤดูแล้งปี 2019 เรายังเก็บขยะจำนวนมากในแปลง Los Amigos ทั้งหมดของเรา เราแช่เย็นตัวอย่างใบไม้ทั้งหมดจนกว่าจะแช่แข็งโดยใช้ช่องแช่แข็ง จากนั้นส่งไปยังสหรัฐอเมริกาโดยใช้น้ำแข็ง แล้วนำไปแช่เย็นจนแปรรูป
เราเก็บตัวอย่างดินเป็นสามเท่า (n = 3) จากทั้งห้าไซต์ (เปิดและหลังคา) และแปลง Los Amigos ในช่วงฤดูแล้งปี 2019 ระหว่างทั้งสามฤดูกาล ตัวอย่างดินทั้งหมดถูกรวบรวมภายในระยะหนึ่งเมตรจากตัวรวบรวมฝน เรา เก็บตัวอย่างดินเป็นดินชั้นบนใต้ชั้นครอก (0–5 ซม.) โดยใช้เครื่องเก็บตัวอย่างดิน นอกจากนี้ ในช่วงฤดูแล้งปี 2561 เรารวบรวมแกนดินที่มีความลึกสูงสุด 45 ซม. และแบ่งออกเป็นส่วนลึกห้าส่วน ที่ Laberinto ทำได้ เก็บรายละเอียดดินเพียงรูปแบบเดียวเนื่องจากตารางน้ำอยู่ใกล้กับผิวดิน เรารวบรวมตัวอย่างทั้งหมดโดยใช้ระเบียบวิธีทำความสะอาดมือที่สกปรก (วิธี EPA 1669) เราแช่เย็นตัวอย่างดินทั้งหมดจนกว่าจะแช่แข็งโดยใช้ช่องแช่แข็ง จากนั้นจึงจัดส่ง บนน้ำแข็งไปยังสหรัฐอเมริกาแล้วเก็บแช่แข็งไว้จนกว่าจะแปรรูป
ใช้รังหมอกในยามเช้าและค่ำเพื่อจับนกในช่วงเวลาที่เย็นที่สุดของวัน ในเขตสงวน Los Amigos เราวางรังหมอก 5 แห่ง (1.8 × 2.4) ในเก้าแห่ง ที่สถานี Cocha Cashu Bio เราวาง 8 ถึง รังหมอก 10 รัง (12 x 3.2 ม.) ใน 19 แห่ง ที่ทั้งสองไซต์ เรารวบรวมขนหางกลางตัวแรกของนกแต่ละตัว หรือถ้าไม่ใช่ ขนที่เก่าที่สุดตัวถัดไป เราเก็บขนในถุง Ziploc ที่สะอาดหรือซองมะนิลาด้วยซิลิโคน เรารวบรวม บันทึกภาพถ่ายและการวัดทางสัณฐานวิทยาเพื่อระบุสายพันธุ์ตาม Schulenberg65 การศึกษาทั้งสองได้รับการสนับสนุนโดย SERFOR และได้รับอนุญาตจาก Animal Research Council (IACUC) เมื่อเปรียบเทียบความเข้มข้นของขนนก Hg เราตรวจสอบสายพันธุ์เหล่านั้นที่มีการเก็บขนที่สัมปทาน Los Amigos Conservation Concession และสถานีชีวภาพ Cocha Cashu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda)
เพื่อตรวจสอบดัชนีพื้นที่ใบ (LAI) ข้อมูลไลดาร์ถูกเก็บรวบรวมโดยใช้ห้องปฏิบัติการทางอากาศไร้คนขับของ GatorEye ซึ่งเป็นระบบเซ็นเซอร์ฟิวชั่นทางอากาศไร้คนขับ (ดูรายละเอียดที่ www.gatoreye.org โดยใช้ลิงก์ "2019 Peru Los Friends" มิถุนายน” ) 66.เก็บ Lidar ที่ Los Amigos Conservation Conservation ในเดือนมิถุนายน 2019 ด้วยระดับความสูง 80 ม. ความเร็วการบิน 12 m/s และระยะทาง 100 ม. ระหว่างเส้นทางที่อยู่ติดกัน ดังนั้นอัตราการครอบคลุมส่วนเบี่ยงเบนด้านข้างถึง 75 %.ความหนาแน่นของจุดที่กระจายไปทั่วแนวป่าแนวตั้งเกิน 200 จุดต่อตารางเมตร พื้นที่การบินทับซ้อนกับพื้นที่สุ่มตัวอย่างทั้งหมดใน Los Amigos ในช่วงฤดูแล้งปี 2019
เราหาปริมาณความเข้มข้นของปรอทรวมของ GEM ที่รวบรวมโดย PAS โดยการคายความร้อน ฟิวชั่น และสเปกโตรสโคปีการดูดกลืนอะตอม (วิธี USEPA 7473) โดยใช้เครื่องมือ Hydra C (Teledyne, CV-AAS) เราสอบเทียบ CV-AAS โดยใช้สถาบันมาตรฐานแห่งชาติ และเทคโนโลยี (NIST) Standard Reference Material 3133 (สารละลายมาตรฐาน Hg, 10.004 mg g-1) โดยมีขีดจำกัดการตรวจจับ 0.5 ng Hg เราดำเนินการตรวจสอบการสอบเทียบอย่างต่อเนื่อง (CCV) โดยใช้ NIST SRM 3133 และมาตรฐานการควบคุมคุณภาพ (QCS) โดยใช้ NIST 1632e (ถ่านหินบิทูมินัส 135.1 มก. g-1) เราแบ่งตัวอย่างแต่ละตัวอย่างออกเป็นเรือที่แตกต่างกัน วางไว้ระหว่างผงโซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) บาง ๆ สองชั้น และเคลือบด้วยชั้นบาง ๆ ของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (Al(OH) 3) ผง67.เราวัดปริมาณ HGR-AC ทั้งหมดของแต่ละตัวอย่างเพื่อขจัดความไม่เป็นเนื้อเดียวกันในการกระจาย Hg ในตัวดูดซับ HGR-AC ดังนั้น เราคำนวณความเข้มข้นของปรอทสำหรับแต่ละตัวอย่างตามผลรวมของปรอททั้งหมดที่วัดโดย แต่ละลำและปริมาณตัวดูดซับ HGR-AC ทั้งหมดใน PAS ระบุว่ามีการเก็บตัวอย่าง PAS เพียงตัวอย่างเดียวจากแต่ละไซต์สำหรับการตรวจวัดความเข้มข้นในช่วงฤดูแล้งปี 2018 การควบคุมคุณภาพวิธีการและการรับประกันได้ดำเนินการโดยจัดกลุ่มตัวอย่างด้วยช่องว่างของขั้นตอนการตรวจสอบ มาตรฐานภายใน และเมทริกซ์ - เกณฑ์ที่ตรงกัน ในช่วงฤดูฝนปี 2018 เราได้ทำการวัดตัวอย่าง PAS ซ้ำ ค่าต่างๆ ถือว่ายอมรับได้เมื่อค่าสัมพัทธ์เปอร์เซ็นต์ความแตกต่าง (RPD) ของ CCV และการวัดมาตรฐานที่จับคู่เมทริกซ์มีค่าไม่เกิน 5% ของค่าที่ยอมรับได้ ค่า และช่องว่างขั้นตอนทั้งหมดอยู่ต่ำกว่าขีดจำกัดการตรวจจับ (BDL) เราแก้ไขปรอททั้งหมดที่แก้ไขค่าว่างใน PAS โดยใช้ความเข้มข้นที่กำหนดจากช่องว่างภาคสนามและการเดินทาง (0.81 ± 0.18 ng g-1, n = 5) เราคำนวณ GEM ความเข้มข้นโดยใช้มวลรวมของปรอทที่ถูกดูดซับที่แก้ไขช่องว่าง หารด้วยเวลาในการใช้งานและอัตราการสุ่มตัวอย่าง (ปริมาณของอากาศที่จะกำจัดปรอทที่เป็นก๊าซต่อหน่วยเวลา;0.135 m3 วันที่ 1) 63,68 ปรับอุณหภูมิและลมจาก World Weather Online การวัดอุณหภูมิและลมโดยเฉลี่ยที่ได้รับสำหรับภูมิภาค Madre de Dios68 ข้อผิดพลาดมาตรฐานที่รายงานสำหรับความเข้มข้นของ GEM ที่วัดนั้นอิงจากข้อผิดพลาดของมาตรฐานภายนอก เรียกใช้ก่อนและหลังตัวอย่าง
เราวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำสำหรับปริมาณปรอททั้งหมดโดยออกซิเดชันด้วยโบรมีนคลอไรด์เป็นเวลาอย่างน้อย 24 ชั่วโมง ตามด้วยการลดและการวิเคราะห์การขจัดและดักจับคลอไรด์ stannous สเปกโทรสโกปีไอเย็นอะตอมมิกฟลูออเรสเซนส์ (CVAFS) และการแยกก๊าซโครมาโตกราฟี (GC) (วิธี EPA) 1631 ของ Tekran 2600 Automatic Total Mercury Analyzer, Rev. E) เราทำ CCV กับตัวอย่างฤดูแล้งปี 2018 โดยใช้มาตรฐานปรอทในน้ำที่ได้รับการรับรองจาก Ultra Scientific (10 μg L-1) และการตรวจสอบการสอบเทียบเบื้องต้น (ICV) โดยใช้วัสดุอ้างอิงที่ผ่านการรับรอง NIST 1641D (ปรอทในน้ำ 1.557 มก. กก.-1) ) โดยมีขีดจำกัดการตรวจจับ 0.02 ng L-1 สำหรับตัวอย่างฤดูฝนปี 2018 และฤดูแล้งปี 2019 เราใช้ Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1.0 ng L-1) ) สำหรับการสอบเทียบและ CCV และองค์ประกอบหลายองค์ประกอบ SPEX Centriprep Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) สำหรับโซลูชัน ICV มาตรฐาน 2 A ที่มีขีดจำกัดการตรวจจับ 0.5 ng L-1 มาตรฐานทั้งหมดกู้คืนได้ภายใน 15% ของค่าที่ยอมรับได้ฟิลด์d ช่องว่าง ช่องย่อยอาหาร และช่องว่างวิเคราะห์คือ BDL ทั้งหมด
เราเก็บตัวอย่างดินและใบไม้ที่แห้งเยือกแข็งเป็นเวลาห้าวัน เราทำให้ตัวอย่างเป็นเนื้อเดียวกันและวิเคราะห์พวกมันสำหรับปรอททั้งหมดโดยการสลายตัวทางความร้อน การลดตัวเร่งปฏิกิริยา การหลอมรวม การคายดูดซับ และสเปกโตรสโคปีการดูดกลืนอะตอม (วิธี EPA 7473) บนเครื่องวิเคราะห์ปรอทโดยตรงของ Milestone (DMA) -80) สำหรับตัวอย่างฤดูแล้งปี 2018 เราทำการทดสอบ DMA-80 โดยใช้ NIST 1633c (เถ้าลอย 1005 ng g-1) และวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองจาก National Research Council of Canada MESS-3 (ตะกอนทะเล 91 ng g -1).การสอบเทียบเราใช้ NIST 1633c สำหรับ CCV และ MS และ MESS-3 สำหรับ QCS โดยจำกัดการตรวจจับที่ 0.2 ng Hg สำหรับตัวอย่างฤดูฝนปี 2018 และฤดูแล้งปี 2019 เราได้ปรับเทียบ DMA-80 โดยใช้ Brooks Rand Instruments Total Mercury Standard (1.0 ng L-1 เราใช้ NIST Standard Reference Material 2709a (ดิน San Joaquin, 1100 ng g-1) สำหรับ CCV และ MS และ DORM-4 (โปรตีนจากปลา 410 ng g-1) สำหรับ QCS โดยมีขีดจำกัดการตรวจจับ 0.5 ng Hg สำหรับทุกฤดูกาล เราวิเคราะห์ตัวอย่างทั้งหมดในค่าที่ซ้ำกันและค่าที่ยอมรับเมื่อ RPD ระหว่างตัวอย่างทั้งสองอยู่ภายใน 10% การกู้คืนเฉลี่ยสำหรับมาตรฐานทั้งหมดและเดือยเมทริกซ์อยู่ภายใน 10% ของค่าที่ยอมรับได้ และช่องว่างทั้งหมดถูก BDL ความเข้มข้นที่รายงานทั้งหมดเป็นน้ำหนักแห้ง
เราวิเคราะห์เมทิลเมอร์คิวรีในตัวอย่างน้ำจากกิจกรรมตามฤดูกาลทั้งสาม ตัวอย่างใบจากฤดูแล้งปี 2018 และตัวอย่างดินจากกิจกรรมตามฤดูกาลทั้งสาม เราแยกตัวอย่างน้ำด้วยกรดซัลฟิวริกเกรดตามรอยเป็นเวลาอย่างน้อย 24 ชั่วโมง 69 ใบที่ย่อยสลายด้วย 2 % โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในเมทานอลเป็นเวลาอย่างน้อย 48 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียสเป็นเวลาอย่างน้อย 70 ชั่วโมง และดินที่ย่อยด้วยไมโครเวฟด้วย HNO3 เกรดโลหะตามรอย 71,72เราวิเคราะห์ตัวอย่างฤดูแล้งปี 2018 โดยการทำเอทิลเลชันในน้ำโดยใช้โซเดียม เตตระเอทิลบอเรต การล้างและดักจับ และ CVAFS บนสเปกโตรมิเตอร์ Tekran 2500 (วิธี EPA 1630) เราใช้มาตรฐาน MeHg ห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรองจาก Frontier Geosciences และ QCS ของตะกอนโดยใช้ ERM CC580 สำหรับการสอบเทียบและ CCV ด้วย ขีดจำกัดการตรวจจับวิธีการ 0.2 ng L-1 เราวิเคราะห์ตัวอย่างฤดูแล้งปี 2019 โดยใช้โซเดียม เตตระเอทิลบอเรตสำหรับเอทิลเลชันในน้ำ การล้างและดักจับ CVAFS, GC และ ICP-MS บน Agilent 770 (วิธี EPA 1630)73 เราใช้ มาตรฐานเมทิลเมอร์คิวรีของ Brooks Rand Instruments (1 ng L-1) สำหรับการสอบเทียบและ CCV โดยมีขีดจำกัดการตรวจจับวิธีการ 1 pg มาตรฐานทั้งหมดกู้คืนได้ภายใน 15% ของค่าที่ยอมรับได้สำหรับทุกฤดูกาลและช่องว่างทั้งหมดเป็น BDL
ที่ห้องปฏิบัติการพิษวิทยาของสถาบันความหลากหลายทางชีวภาพ (พอร์ตแลนด์ รัฐเมน สหรัฐอเมริกา) ขีดจำกัดการตรวจจับวิธีการคือ 0.001 ไมโครกรัม g-1 เราสอบเทียบ DMA-80 โดยใช้ DOLT-5 (ตับปลาดุก 0.44 ไมโครกรัม g-1), CE-464 (5.24 μg g-1) และ NIST 2710a (ดินมอนแทนา 9.888 μg g-1) เราใช้ DOLT-5 และ CE-464 สำหรับ CCV และ QCS การฟื้นตัวโดยเฉลี่ยสำหรับมาตรฐานทั้งหมดอยู่ภายใน 5% ของค่าที่ยอมรับได้ และช่องว่างทั้งหมด คือ BDL การทำซ้ำทั้งหมดอยู่ภายใน 15% RPD ความเข้มข้นของปรอททั้งหมดของขนนกที่รายงานคือน้ำหนักสด (fw)
เราใช้ตัวกรองเมมเบรนขนาด 0.45 ไมโครเมตรเพื่อกรองตัวอย่างน้ำสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีเพิ่มเติม เราวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำสำหรับแอนไอออน (คลอไรด์ ไนเตรต ซัลเฟต) และไอออนบวก (แคลเซียม แมกนีเซียม โพแทสเซียม โซเดียม) โดยไอออนโครมาโตกราฟี (วิธี EPA 4110B) [USEPA, 2017a] โดยใช้โครมาโตกราฟีไอออน Dionex ICS 2000 มาตรฐานทั้งหมดกู้คืนได้ภายใน 10% ของค่าที่ยอมรับได้ และช่องว่างทั้งหมดเป็น BDL เราใช้ Thermofisher X-Series II เพื่อวิเคราะห์ธาตุในตัวอย่างน้ำด้วยพลาสมาแมสสเปกโตรเมตรีแบบเหนี่ยวนำคู่ มาตรฐานการสอบเทียบจัดทำขึ้นโดยการเจือจางแบบอนุกรมของมาตรฐานน้ำที่ผ่านการรับรอง NIST 1643f ช่องว่างทั้งหมดคือ BDL
ฟลักซ์และพูลทั้งหมดที่รายงานในข้อความและตัวเลขใช้ค่าความเข้มข้นเฉลี่ยสำหรับฤดูแล้งและฤดูฝน ดูตารางเสริม 1 สำหรับการประมาณการของแอ่งและฟลักซ์ (ฟลักซ์ประจำปีเฉลี่ยสำหรับทั้งสองฤดูกาล) โดยใช้ความเข้มข้นต่ำสุดและสูงสุดที่วัดได้ในช่วง ฤดูแล้งและฤดูฝน เราคำนวณฟลักซ์ของปรอทจากป่าจากสัมปทานการอนุรักษ์ Los Amigos เมื่อรวมปริมาณปรอทที่ป้อนผ่านหยดและขยะ เราคำนวณฟลักซ์ของ Hg จากการตัดไม้ทำลายป่าจากการตกตะกอนของ Hg จำนวนมาก โดยใช้การวัดปริมาณน้ำฝนรายวันจาก Los Amigos (รวบรวมเป็นส่วนหนึ่งของ EBLA และขอได้จาก ACCA ตามคำขอ) เราคำนวณปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยทั้งปีในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา (2552-2018) ให้อยู่ที่ประมาณ 2500 มม. ต่อปี โปรดทราบว่าในปีปฏิทิน 2018 ปริมาณน้ำฝนรายปีใกล้เคียงกับค่าเฉลี่ยนี้ ( 2468 มม.) ในขณะที่เดือนที่มีฝนตกชุกที่สุด (มกราคม กุมภาพันธ์ และธันวาคม) มีปริมาณน้ำฝนประมาณครึ่งหนึ่งของประจำปี (1288 มม. จาก 2468 มม.)ดังนั้นเราจึงใช้ค่าเฉลี่ยความเข้มข้นของฤดูฝนและฤดูแล้งในการคำนวณฟลักซ์และพูลทั้งหมด นอกจากนี้ยังช่วยให้เราพิจารณาไม่เพียงแต่ความแตกต่างในการตกตะกอนระหว่างฤดูฝนและฤดูแล้ง แต่ยังรวมถึงความแตกต่างในระดับกิจกรรมของ ASGM ระหว่างสองฤดูกาลนี้ด้วยตั้งแต่ ค่าวรรณคดีของสารปรอทประจำปีที่รายงานจากป่าเขตร้อนจะแปรผันระหว่างความเข้มข้นของปรอทที่เพิ่มขึ้นจากฤดูแล้งและฤดูฝนหรือเฉพาะฤดูแล้งเท่านั้น เมื่อเปรียบเทียบฟลักซ์ที่คำนวณได้กับค่าวรรณกรรม เราเปรียบเทียบฟลักซ์ของปรอทที่คำนวณได้โดยตรง ในขณะที่การศึกษาอื่นได้เก็บตัวอย่าง ทั้งในฤดูแล้งและฤดูฝน และประเมินฟลักซ์ของเราใหม่โดยใช้ความเข้มข้นของปรอทในฤดูแล้งเท่านั้น เมื่อการศึกษาอื่นเก็บตัวอย่างเฉพาะในฤดูแล้ง (เช่น 74)
ในการพิจารณาปริมาณปรอทรวมประจำปีของปริมาณน้ำฝน ปริมาณน้ำฝนจำนวนมาก และขยะมูลฝอยใน Los Amigos เราใช้ความแตกต่างระหว่างฤดูแล้ง (ค่าเฉลี่ยของพื้นที่ Los Amigos ทั้งหมดในปี 2018 และ 2019) และฤดูฝน (เฉลี่ยปี 2018) ทั้งหมด ความเข้มข้นของปรอท สำหรับความเข้มข้นของปรอททั้งหมดในสถานที่อื่นๆ จะใช้ความเข้มข้นเฉลี่ยระหว่างฤดูแล้งปี 2018 และฤดูฝนปี 2018 สำหรับปริมาณสารปรอท เราใช้ข้อมูลจากฤดูแล้งปี 2018 ซึ่งเป็นปีเดียวที่มีการวัดค่าเมทิลเมอร์คิวรี ในการประมาณค่าฟลักซ์ของปรอท เราใช้การประมาณการของอัตราครอกและความเข้มข้นของสารปรอทที่เก็บจากใบในตะกร้าขยะที่ 417 g m-2 yr-1 ในอเมซอนของเปรู สำหรับดิน Hg pool ใน 5 ซม. ด้านบนของดิน เราใช้ค่า Hg ของดินทั้งหมดที่วัดได้ (ฤดูแล้งปี 2018 และ 2019 ฤดูฝนปี 2018) และความเข้มข้น MeHg ในฤดูแล้งปี 2018 โดยมีความหนาแน่นรวมประมาณ 1.25 g cm-3 ใน Amazon75 ของบราซิล เราทำได้เพียงดำเนินการคำนวณงบประมาณเหล่านี้ที่สถานที่ศึกษาหลักของเราที่ลอส อามิกอส ซึ่งมีชุดข้อมูลปริมาณน้ำฝนในระยะยาว และโครงสร้างป่าที่สมบูรณ์ช่วยให้สามารถใช้การประมาณการขยะที่รวบรวมไว้ก่อนหน้านี้ได้
เราประมวลผลเที่ยวบินของ Lidar โดยใช้เวิร์กโฟลว์หลังการประมวลผลหลายระดับของ GatorEye ซึ่งจะคำนวณผลิตภัณฑ์คลาวด์จุดรวมและแรสเตอร์ที่สะอาดโดยอัตโนมัติ รวมถึงแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล (DEM) ที่ความละเอียด 0.5 × 0.5 ม. เราใช้ DEM และทำความสะอาดจุดไลดาร์พอยต์ (WGS-84, UTM 19S เมตร) เป็นอินพุตสำหรับเวิร์กโฟลว์ GatorEye Leaf Area Density (G-LAD) ซึ่งคำนวณค่าประมาณพื้นที่ใบที่ปรับเทียบแล้วสำหรับ voxel แต่ละตัว (m3) ( m2) ข้ามพื้นดินที่ด้านบนของหลังคาที่ความละเอียด 1 × 1 × 1 ม. และ LAI ที่ได้รับ (ผลรวมของ LAD ภายในแต่ละคอลัมน์แนวตั้ง 1 × 1 ม.) จากนั้นจะดึงค่า LAI ของจุด GPS ที่วางแผนไว้แต่ละจุด
เราทำการวิเคราะห์ทางสถิติทั้งหมดโดยใช้ซอฟต์แวร์ทางสถิติ R เวอร์ชัน 3.6.176 และการแสดงภาพทั้งหมดโดยใช้ ggplot2 เราดำเนินการทดสอบทางสถิติโดยใช้อัลฟ่า 0.05 ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรเชิงปริมาณสองตัวได้รับการประเมินโดยใช้การถดถอยกำลังสองน้อยที่สุดแบบธรรมดา เราทำการเปรียบเทียบระหว่างไซต์ต่างๆ โดยใช้ การทดสอบ Kruskal แบบไม่อิงพารามิเตอร์และการทดสอบ Wilcox แบบคู่
ข้อมูลทั้งหมดที่รวมอยู่ในต้นฉบับนี้มีอยู่ในข้อมูลเสริมและไฟล์ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง Conservación Amazónica (ACCA) ให้ข้อมูลปริมาณน้ำฝนตามคำขอ
สภาป้องกันทรัพยากรธรรมชาติ Artisanal Gold: โอกาสในการลงทุนอย่างรับผิดชอบ – Summary.Investing in Artisanal Gold Summary v8 https://www.nrdc.org/sites/default/files/investing-artisanal-gold-summary.pdf (2016)
Asner, GP & Tupayachi, R. เร่งการสูญเสียป่าคุ้มครองเนื่องจากการขุดทองในเปรู Amazon.environment.reservoir.Wright.12, 9 (2017)
Espejo, JC et al. การตัดไม้ทำลายป่าและความเสื่อมโทรมของป่าจากการขุดทองในอเมซอนของชาวเปรู: มุมมอง 34 ปีการสำรวจระยะไกล 10, 1–17 (2018)
Gerson, Jr. et al. การขยายตัวของทะเลสาบเทียมทำให้มลพิษปรอทรุนแรงขึ้นจากการขุดทองวิทยาศาสตร์ขั้นสูง 6, eabd4953 (2020)
Dethier, EN, Sartain, SL & Lutz, DA ระดับน้ำที่สูงขึ้นและการผกผันตามฤดูกาลของตะกอนแขวนลอยในแม่น้ำในฮอตสปอตที่มีความหลากหลายทางชีวภาพเขตร้อนอันเนื่องมาจากการทำเหมืองทองคำด้วยฝีมือกระบวนการ.National Academy of Sciences.sciences.US 116, 23936–23941 (2019)
Abe, CA et al. การสร้างแบบจำลองผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ปกคลุมต่อความเข้มข้นของตะกอนในเหมืองทองคำในลุ่มน้ำอเมซอนของ Amazon.register.environment.often.19, 1801–1813 (2019)