Skovrydning, erosion forværrer kviksølvspidser nær peruviansk guldminedrift

Forskere fra Duke University har udviklet en model, der kan forudsige mængden af ​​kviksølv, der frigives til et lokalt økosystem ved skovrydning og småskala guldminedrift.

Forskningen, som vises online den 11. december i bladet Miljøvidenskab og -teknologi , kunne pege på måder at afbøde de værste virkninger af kviksølvforgiftning i regioner som dem, der allerede oplever forhøjede kviksølvniveauer forårsaget af guldminedrift.

"Vi har taget en masse jordmålinger i den peruvianske Amazonas af kviksølvniveauer i vandet, jord og fisk, " sagde Heileen Hsu-Kim, professor i civil- og miljøteknik ved Duke University. "Men mange områder i Amazonas er ikke let tilgængelige, og regeringen har ofte ikke de nødvendige ressourcer til at teste lokale websteder."

"Når du rydder jorden til minedrift, det efterlader et landskab, der dybest set gik fra frodige grønne områder til gold ørken, " sagde Hsu-Kim. "Du kan nemt se effekterne i satellitbilleder. Hvis (regeringer) kunne bruge offentligt tilgængelige satellitbilleder til at identificere områder, der sandsynligvis vil blive forurenet, det kunne hjælpe dem med at træffe informerede politiske beslutninger for at beskytte folkesundheden."

De seneste to årtier har set en kraftig stigning i ulovlig og uformel guldminedrift i Perus sydlige Amazonas-region Madre de Dios. Disse småskalaoperationer involverer typisk at fælde alle træerne i et bestemt område, grave en stor grube og derefter bruge kviksølv til at udvinde guld fra den udgravede jord.

Efter større, grove partikler adskilles, den resterende fine jord kombineres med vand og kviksølv inde i en stor tromle ligesom en olietønde, og rystet. Kviksølvet binder til alt guld i jorden, skabe et stort stykke, der nemt kan fjernes. Denne del brændes derefter, fordamper og frigiver kviksølvet til luften, mens det efterlader rent guld.

Udover at frigive kviksølv til atmosfæren, minearbejdere tilføjer typisk tre til fire gange mere kviksølv til hver tønde, end der faktisk er behov for, siger Hsu-Kim. Selvom dette sikrer, at alt guldet udvindes, det betyder også, at der er en stor mængde kviksølv tilbage i gyllen, som uundgåeligt dumpes tilbage i den udgravede grube.

Og fordi hele processen startede med rydning af træer, der er intet, der forhindrer den kviksølvfyldte jord i at erodere ind i nærliggende floder.

"Mens de lokale kviksølvniveauer måske kun fordobles på grund af selve minedriften, virkningen af ​​erosionen skaber en firedobling i mængden af ​​kviksølv, der frigives til lokale floder, " sagde Hsu-Kim.

"Dette betyder, at minedrift kan ramme folk tre gange med kviksølv - én gang fra direkte kontakt, én gang fra atmosfærisk transport og aflejring, og én gang fra jordkviksølvmobilisering på grund af jordrydning, " sagde William Pan, Elizabeth Brooks Reid og Whitelaw Reid lektor i befolkningsstudier ved Duke. "De scenarier, vi kører, viser, at selv hvis minedrift skulle slutte i dag, da vegetationen sandsynligvis ikke vender tilbage i flere årtier, det ryddede land vil fortsætte med at frigive kviksølv."

Hsu-Kim og Pan arbejdede sammen med kandidatstuderende Sarah Diringer og Axel Berky for at bygge en model til at forudsige mængden af ​​kviksølv og andre forurenende stoffer, der frigives til floder. Den kombinerer data fra en vandskel-erosionsmodel, lokale variabler såsom årlig nedbør, landskab og jordbundstyper, og data indsamlet om skovrydning fra satellitbilleder.

Da de analyserede kviksølvindholdet i prøver af jord og vand fra ni steder i Colorado-flodens vandskelle i Madre de Dios, de fandt ud af, at deres model nøjagtigt forudsagde, hvilke områder der sandsynligvis ville have højere vandkoncentrationer af kviksølv.

Modellen antyder, at i løbet af de sidste to årtier, skovrydning har fordoblet mængden af ​​kviksølv, der kommer ind i lokale vandkilder i Colorado-flodens vandskelle, og øgede det fire gange i Puquiri undervandsskel. Deres model antyder også, at hvis de nuværende tendenser med skovrydning fortsætter, mængden af ​​kviksølv, der frigives til de lokale flodsystemer, kan stige med 20 til 25 procent i 2030.

Selvom resultaterne kan lyde dystre, det faktum, at modellen fungerer, giver noget lys for enden af ​​tunnelen.

"Vi har delt vores model med det peruvianske miljøministerium og sundhedsministeriet, " sagde Pan. "Vi arbejder sammen med dem for at evaluere, om vores tilgang kan bruges som et værktøj til at udvikle nye politikker vedrørende minedrift, miljøovervågning af kviksølv og menneskers eksponering."