Strømforurening fra minedrift på en bjergtop forbliver ikke i vandet

Siden 1980'erne, et vidtstrakt minekompleks til fjernelse af bjergtop i det sydlige West Virginia har udvasket forurenende stoffer - såsom selen - i nærliggende vandløb på niveauer, der anses for usikre for vandlevende organismer.

Nu, selvom minen er lukket, forskere har også fundet høje koncentrationer af selen i strøminsekter, når de flyver ud af vandet, og edderkopperne, der spiser dem langs bredderne, en indikation af, at forureningen bevæger sig fra vand til land, når det kommer op i fødekæden.

Undersøgelsen viser, hvordan "en masse strømforurenende stoffer kommer ud af vandet og trodser tyngdekraften, " sagde medforfatter Emily Bernhardt, en biolog ved Duke University, som har undersøgt virkningerne af minedrift på bjergtop på regionen i 10 år.

Forskerne så på 23 vandløb i Mud River-vandskellet, et netværk af åer og vandløb, der snor sig gennem det stejle skovklædte terræn i Lincoln County, West Virginia. Vandskellet sker også for at dræne de 9, 900-acre Hobet 21 kulmine, en af ​​de største minedrift til fjernelse af bjergtop i Appalachia.

I tre årtier indtil dens lukning i 2015, minedriften sprængte toppene af bjergene for at komme til kullet nedenunder og skubbede den resterende sten ind i nabodale, begrave vandløb under flere hundrede meter murbrokker.

Vandafstrømningen fra dette mineaffald indeholder naturligt forekommende sporstoffer som selen og andre opløste stoffer.

I en tidligere undersøgelse, Bernhardt og kolleger fandt en stigning i selen og andre sporstoffer i vandprøver taget umiddelbart nedstrøms for minedriftssteder i Mud River-vandskellet.

Den nye undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Miljøvidenskab og -teknologi , set på, hvordan selen bevæger sig gennem fødevæv, når det først kommer i vandet.

Førsteforfatter Laura Naslund udførte forskningen som en del af sin bachelor-honours-afhandling i Bernhardt-laboratoriet. Over to år, hun testede for selenophobning i det grønlige slim, der voksede på klipper i vandløbet, eller biofilm, som tjener som føde for majfluer og andre strøminsekter.

Hun målte også selen i strøminsekter, da de steg op af vandet for at parre sig, og i edderkopper, der ligger og venter på bredderne, for at de uheldige insekter skal tude ind i deres spind.

Selen kan være 1000 gange mere koncentreret i biofilm end i det omgivende vand. Det er yderligere koncentreret, når selenrige biofilm bliver føde for akvatiske insekter, der græsser på gooen, opbygning til potentielt toksiske niveauer i deres væv.

Holdets resultater viser, at jo mere mineret jord der var opstrøms, jo mere selen var der i stream biofilm. Og jo mere selen de fandt i biofilm, jo mere fandt de i vandinsekter og edderkopperne, der spiser insekterne.

Strøminsekter fra minesteder havde selenkoncentrationer, der var fem gange højere end på andre steder.

Selenkoncentrationer i insekter og deres edderkopper fra minestrømme var så høje som 95 og 26 ppm, henholdsvis - for høj til at blive betragtet som sikker for fugle at spise, og nogle af de højeste niveauer registreret for dyrevæv.

Mud River-vandskellet er ikke et isoleret eksempel, sagde Bernhardt. Tidligere undersøgelser har fundet høje selenniveauer i vandafstrømning fra miner til fjernelse af bjergtop over det centrale Appalachia, selv årtier efter minerne er lukket.

Mens selenkoncentrationerne var højest i insekter og edderkopper indsamlet nedstrøms for stærkt minerede områder, Naslund sagde, at selv en strøm, der var fri for forurening, havde selenrige edderkopper på sine bredder, tyder på, at insekter, der flyver ud af minestrømme, også kan transportere forurenende stoffer til rene steder.

Undersøgelsen viser, at når mineforurenende stoffer skylles ind i vandløb, "det er svært at få tandpastaen tilbage i tuben, sagde Naslund, i øjeblikket doktorand ved University of Georgia.