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Les émissions de mercure provenant de l'extraction minière artisanale et à petite échelle de l'or dans l'hémisphère sud dépassent la combustion du charbon en tant que principale source de mercure au monde. les mines d'or ont reçu des apports de mercure extrêmement élevés, avec une quantité élevée de mercure total et de méthylmercure dans l'atmosphère, les feuilles de la canopée et le sol. Ici, nous montrons pour la première fois que les couverts forestiers intacts à proximité des mines d'or artisanales interceptent de grandes quantités de mercure particulaire et gazeux à des taux proportionnels à la surface foliaire totale. .
Un défi croissant pour les écosystèmes forestiers tropicaux est l'exploitation minière artisanale et à petite échelle de l'or (ASGM). Cette forme d'extraction de l'or se produit dans plus de 70 pays, souvent de manière informelle ou illégale, et représente environ 20 % de la production mondiale d'or est un moyen de subsistance important pour les communautés locales, il entraîne une déforestation généralisée2,3, une conversion extensive des forêts en étangs4, une forte teneur en sédiments dans les rivières voisines5,6, et est un contributeur majeur à l'atmosphère mondiale. sources de mercure d'eau douce. Hg an-1 est volatilisé et rejeté dans l'atmosphère mondiale par les opérations de l'ASGM chaque année7. L'utilisation de grandes quantités de mercure par l'extraction minière artisanale et à petite échelle de l'or a déplacé les principales sourcesdes émissions atmosphériques de mercure du nord vers le sud, avec des implications sur le devenir du mercure, le transport et les schémas d'exposition.
La Convention internationale de Minamata sur le mercure est entrée en vigueur en 2017 et l'article 7 traite spécifiquement des émissions de mercure provenant de l'extraction minière artisanale et à petite échelle de l'or. Dans l'ASGM, le mercure élémentaire liquide est ajouté aux sédiments ou au minerai pour séparer l'or. L'amalgame est ensuite chauffé, en concentrant l'or et en libérant du mercure élémentaire gazeux (GEM; Hg0) dans l'atmosphère. Ceci malgré les efforts de groupes tels que le Partenariat mondial sur le mercure du Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE), l'Organisation des Nations Unies pour le développement industriel (ONUDI) et les ONG pour encourager mineurs pour réduire les émissions de mercure. Au moment d'écrire ces lignes en 2021, 132 pays, dont le Pérou, ont signé la Convention de Minamata et ont commencé à élaborer des plans d'action nationaux pour lutter spécifiquement contre les réductions des émissions de mercure liées à l'ASGM. Les universitaires ont appelé à ces plans d'action nationaux pour être inclusif, durable et holistique, en tenant compte des facteurs socioéconomiques et des risques environnementaux15,16,17,18.Les plans actuels pour faire face aux conséquences du mercure dans l'environnement se concentrent sur les risques liés au mercure associés à l'extraction artisanale et à petite échelle de l'or à proximité des écosystèmes aquatiques, impliquant des mineurs et des personnes vivant à proximité de la combustion d'amalgames et des communautés qui consomment de grandes quantités de poissons prédateurs. Exposition professionnelle au mercure par inhalation de vapeurs de mercure provenant de la combustion d'amalgames, l'exposition alimentaire au mercure par la consommation de poisson et la bioaccumulation de mercure dans les réseaux trophiques aquatiques ont fait l'objet de la plupart des recherches scientifiques liées à l'ASGM, y compris en Amazonie.Des études antérieures (par exemple, voir Lodenius et Malm19).
Les écosystèmes terrestres sont également exposés au risque d'exposition au mercure provenant de l'ASGM. Le Hg atmosphérique libéré par l'ASGM en tant que GEM peut retourner dans le paysage terrestre par trois voies principales20 (Fig. 1) : Le GEM peut être adsorbé sur des particules dans l'atmosphère, qui sont ensuite interceptées par surfaces;Le GEM peut être directement absorbé par les plantes et incorporé dans leurs tissus ;enfin, le GEM peut être oxydé en espèces Hg(II), qui peuvent être déposées à sec, adsorbées dans des particules atmosphériques ou entraînées dans l'eau de pluie. Ces voies fournissent du mercure au sol par les eaux de chute (c. précipitations, respectivement.Les dépôts humides peuvent être déterminés par les flux de mercure dans les sédiments recueillis dans des espaces ouverts.Les dépôts secs peuvent être déterminés comme la somme du flux de mercure dans la litière et du flux de mercure à l'automne moins le flux de mercure dans les précipitations.Un certain nombre d'études ont documenté l'enrichissement en mercure dans les écosystèmes terrestres et aquatiques à proximité de l'activité ASGM (voir, par exemple, le tableau récapitulatif dans Gerson et al. 22), probablement en raison à la fois de l'apport sédimentaire de mercure et de la libération directe de mercure. les dépôts de mercure près de l'ASGM peuvent être dus à la combustion d'amalgames mercure-or, on ne sait pas comment ce Hg est transporté dans le paysage régional et l'importance relative des différents dépôtsal voies près de l'ASGM.
Le mercure émis sous forme de mercure élémentaire gazeux (GEM; Hg0) peut être déposé dans le paysage par trois voies atmosphériques. Premièrement, le GEM peut être oxydé en Hg ionique (Hg2+), qui peut être entraîné dans des gouttelettes d'eau et déposé sur les surfaces des feuilles sous forme humide ou humide. dépôts secs. Deuxièmement, les GEM peuvent adsorber les particules atmosphériques (Hgp), qui sont interceptées par le feuillage et emportées dans le paysage par des cascades avec le Hg ionique intercepté. Troisièmement, les GEM peuvent être absorbés dans les tissus foliaires, tandis que le Hg est déposé dans le paysage en tant que détritus. Avec les chutes d'eau et les détritus, on considère qu'il s'agit d'une estimation du dépôt total de mercure. Bien que le GEM puisse également diffuser et s'adsorber directement sur le sol et les détritus77, ce n'est peut-être pas la principale voie d'entrée du mercure dans les écosystèmes terrestres.
Nous nous attendons à ce que les concentrations de mercure élémentaire gazeux diminuent avec la distance des sources d'émission de mercure. Étant donné que deux des trois voies de dépôt de mercure dans les paysages (par l'automne et la litière) dépendent des interactions du mercure avec les surfaces des plantes, nous pouvons également prédire le taux auquel le mercure est déposés dans les écosystèmes et leur gravité pour les animaux Le risque d'impact est déterminé par la structure de la végétation, comme le montrent les observations dans les forêts boréales et tempérées des latitudes nord23. et l'abondance relative de la surface foliaire exposée varient considérablement. L'importance relative des voies de dépôt du mercure dans ces écosystèmes n'a pas été clairement quantifiée, en particulier pour les forêts proches des sources d'émission de mercure, dont l'intensité est rarement observée dans les forêts boréales. étude, nous posons les questions suivantes : (1) Comment les concentrations de mercure élémentaire gazeux etles voies de dépôt varient en fonction de la proximité de l'ASGM et de l'indice de surface foliaire de la canopée régionale ?(2) Le stockage du mercure dans le sol est-il lié aux apports atmosphériques ?(3) Existe-t-il des preuves d'une bioaccumulation élevée de mercure chez les oiseaux chanteurs forestiers à proximité de l'ASGM ?Cette étude est le premier à examiner les apports de dépôts de mercure près de l'activité ASGM et la corrélation entre la couverture de la canopée et ces modèles, et le premier à mesurer les concentrations de méthylmercure (MeHg) dans le paysage amazonien péruvien. Nous avons mesuré le GEM dans l'atmosphère et les précipitations totales, la pénétration, le total mercure et méthylmercure dans les feuilles, la litière et le sol dans les forêts et les habitats déboisés le long d'un tronçon de 200 kilomètres de la rivière Madre de Dios dans le sud-est du Pérou. Nous avons émis l'hypothèse que la proximité de l'ASGM et des villes minières brûlant l'amalgame Hg-or serait la plus importante facteurs déterminant les concentrations atmosphériques de Hg (GEM) et les dépôts humides de Hg (fortes précipitations). Étant donné que les dépôts secs de mercure (pénétration + litière) sont liés à tree structure de la canopée,21,24 nous nous attendons également à ce que les zones forestières aient des apports de mercure plus élevés que les zones déboisées adjacentes, ce qui, compte tenu de l'indice de surface foliaire élevé et du potentiel de capture du mercure, Un point est particulièrement inquiétant.Forêt amazonienne intacte.Nous avons en outre émis l'hypothèse que la faune vivant dans les forêts à proximité des villes minières avaient des niveaux de mercure plus élevés que la faune vivant loin des zones minières.
Nos enquêtes ont eu lieu dans la province de Madre de Dios, dans le sud-est de l'Amazonie péruvienne, où plus de 100 000 hectares de forêt ont été déboisés pour former des ASGM3 alluviaux adjacents et parfois à l'intérieur de terres protégées et de réserves nationales.Or artisanal et à petite échelle l'exploitation minière le long des rivières dans cette région de l'ouest de l'Amazonie a considérablement augmenté au cours de la dernière décennie25 et devrait augmenter avec les prix élevés de l'or et une connectivité accrue aux centres urbains via les autoroutes transocéaniques Les activités se poursuivront 3. Nous avons sélectionné deux sites sans aucune exploitation minière (Boca Manu et Chilive , à environ 100 et 50 km de l'ASGM, respectivement) - ci-après dénommés "sites éloignés" - et trois sites dans la zone minière - ci-après dénommés "sites éloignés" site minier "(Fig. 2A). Deux des sites miniers les sites sont situés dans une forêt secondaire près des villes de Boca Colorado et La Bellinto, et un site minier est situé dans une forêt ancienne intacte sur le Los Amigos Conservation Concession. Notez qu'aux mines Boca Colorado et Laberinto de la mine, la vapeur de mercure libérée par la combustion de l'amalgame mercure-or se produit fréquemment, mais l'emplacement exact et la quantité sont inconnus car ces activités sont souvent informelles et clandestines ;nous combinerons l'exploitation minière et le mercure. zones) pour un total de trois événements saisonniers (chacun durant 1 à 2 mois) ) Les dépôts humides et la chute de pénétration ont été collectés séparément, et des échantillonneurs d'air passifs ont été déployés dans l'espace ouvert pour collecter le GEM. L'année suivante, sur la base du dépôt élevé taux mesurés la première année, nous avons installé des capteurs sur six parcelles forestières supplémentaires à Los Amigos.
Les cartes des cinq points d'échantillonnage sont représentées par des cercles jaunes. Deux sites (Boca Manu, Chilive) sont situés dans des zones éloignées de l'extraction artisanale de l'or, et trois sites (Los Amigos, Boca Colorado et Laberinto) sont situés dans des zones affectées par l'exploitation minière. , avec des villes minières représentées par des triangles bleus. L'illustration montre une zone boisée et déboisée isolée typique affectée par l'exploitation minière. à droite).B Concentrations de mercure élémentaire gazeux (GEM) sur chaque site pendant la saison sèche 2018 (n = 1 échantillon indépendant par site ; symboles carrés) et la saison des pluies (n = 2 échantillons indépendants ; symboles carrés).C Concentrations totales de mercure dans les précipitations collectées dans les zones forestières (boîte à moustaches verte) et de déforestation (boîte à moustaches brune) pendant la saison sèche de 2018.5 échantillons indépendants par site forestier, n = 4 échantillons indépendants par échantillon de site de déforestation).symboles carré vert foncé et triangle vert clair, respectivement) et de déchets en vrac sur le sol (axe droit ; symboles de cercle vert olive). Les valeurs sont présentées sous forme de moyenne et d'écart type (n = 3 échantillons indépendants par site pour les feuilles vivantes, n = 1 échantillon indépendant pour la litière).E Concentrations totales de mercure dans la couche arable (top 0-5 cm) recueillies dans les zones de forêt (boîte à moustaches verte) et de déforestation (boîte à moustaches brune) pendant la saison sèche de 2018 (n = 3 échantillons indépendants par site ).Les données pour les autres saisons sont présentées dans les figures 1.S1 et S2.
Les concentrations atmosphériques de mercure (GEM) étaient conformes à nos prévisions, avec des valeurs élevées autour de l'activité ASGM - en particulier autour des villes brûlant de l'amalgame Hg-or - et des valeurs faibles dans les zones éloignées des zones minières actives (Fig. 2B). Dans les régions éloignées, les concentrations de GEM sont inférieures à la concentration de fond moyenne mondiale dans l'hémisphère sud d'environ 1 ng m-326. En revanche, les concentrations de GEM dans les trois mines étaient 2 à 14 fois plus élevées que dans les mines éloignées, et les concentrations dans les mines voisines ( jusqu'à 10,9 ng m-3) étaient comparables à celles des zones urbaines et urbaines, et dépassaient parfois celles des États-Unis, des zones industrielles en Chine et en Corée 27. Ce modèle GEM à Madre de Dios est cohérent avec la combustion d'amalgames mercure-or la principale source de mercure atmosphérique élevé dans cette région reculée de l'Amazonie.
Alors que les concentrations de GEM dans les clairières suivaient la proximité de l'exploitation minière, les concentrations totales de mercure dans les chutes d'eau pénétrantes dépendaient de la proximité de l'exploitation minière et de la structure du couvert forestier. Ce modèle suggère que les concentrations de GEM seules ne prédisent pas où le mercure élevé sera déposé dans le paysage. concentrations de mercure dans les forêts matures intactes de la zone minière (Fig. 2C). Los Amigos Conservation Conservation avait les concentrations moyennes les plus élevées de mercure total pendant la saison sèche (gamme : 18-61 ng L-1) signalées dans la littérature et étaient comparables aux niveaux mesurés sur les sites contaminés par l'extraction du cinabre et la combustion industrielle du charbon.Différence, 28 à Guizhou, Chine. À notre connaissance, ces valeurs représentent les débits annuels maximaux de mercure calculés à l'aide des concentrations de mercure et des taux de précipitation des saisons sèche et humide (71 µg m-2 an-1 ; tableau supplémentaire 1). Les deux autres sites miniers n'avaient pas de niveaux élevés de mercure total par rapport aux sites éloignés (fourchette : 8-31 ng L-1 ; 22-34 µg m-2 an-1). À l'exception du Hg, seuls l'aluminium et le manganèse avait des débits élevés dans la zone minière, probablement en raison du défrichement lié à l'exploitation minière ;tous les autres éléments majeurs et traces mesurés ne variaient pas entre les zones minières et éloignées (fichier de données supplémentaire 1), une conclusion cohérente avec la dynamique du mercure des feuilles 29 et la combustion d'amalgames ASGM, plutôt que la poussière en suspension dans l'air, comme principale source de mercure dans la chute pénétrante .
En plus de servir d'adsorbants pour le mercure particulaire et gazeux, les feuilles des plantes peuvent directement absorber et intégrer le GEM dans les tissus30,31. En fait, sur les sites proches de l'activité ASGM, les déchets sont une source majeure de dépôt de mercure. –0,22 µg g−1) mesurées dans les feuilles vivantes de la canopée des trois sites miniers dépassaient les valeurs publiées pour les forêts tempérées, boréales et alpines d'Amérique du Nord, d'Europe et d'Asie, ainsi que d'autres forêts amazoniennes d'Amérique du Sud, situé en Amérique du Sud.Zones éloignées et sources ponctuelles proches 32, 33, 34. Les concentrations sont comparables à celles signalées pour le mercure foliaire dans les forêts mixtes subtropicales en Chine et les forêts atlantiques au Brésil (Fig. 2D) 32, 33, 34. Selon le modèle GEM, les concentrations les plus élevées les concentrations totales de mercure dans la litière en vrac et les feuilles de la canopée ont été mesurées dans les forêts secondaires de la zone minière. rapporté l'Amazonie péruvienne 35 par le Hg mesuré dans la litière (moyenne entre les saisons humides et sèches) (Fig. 3A). Cette entrée suggère que la proximité des zones minières et la couverture de la canopée des arbres contribuent de manière significative aux charges de mercure dans l'ASGM dans cette région.
Les données sont présentées dans la forêt A et la zone de déforestation B. Les zones déboisées de Los Amigos sont des clairières de stations de terrain qui constituent une petite partie de la superficie totale. Les flux sont indiqués par des flèches et exprimés en µg m-2 an-1. 0-5 cm du haut du sol, les mares sont représentées par des cercles et exprimées en μg m-2. Le pourcentage représente le pourcentage de mercure présent dans la mare ou flux sous forme de méthylmercure. Concentrations moyennes entre saisons sèches (2018 et 2019) et des saisons des pluies (2018) pour le mercure total via les précipitations, les précipitations massives et les déchets, pour des estimations à plus grande échelle des charges de mercure. Les données sur le méthylmercure sont basées sur la saison sèche 2018, la seule année pour laquelle elles ont été mesurées. pour plus d'informations sur la mise en commun et les calculs de flux.C Relation entre la concentration totale de mercure et l'indice de surface foliaire dans huit parcelles de Los Amigos Conservation Conservation, basée sur la régression des moindres carrés ordinaires.D Relation entre la concentration totale de mercure dans les précipitations et totconcentration de mercure dans le sol de surface pour les cinq sites dans les régions forestières (cercles verts) et de déforestation (triangles bruns), selon la régression des moindres carrés ordinaires (les barres d'erreur indiquent l'écart type).
En utilisant des données à long terme sur les précipitations et les déchets, nous avons pu mettre à l'échelle les mesures de pénétration et de teneur en mercure des déchets des trois campagnes pour fournir une estimation du flux atmosphérique annuel de mercure pour la concession de conservation de Los Amigos (pénétration + quantité de déchets + précipitations) pour une estimation préliminaire.Nous avons constaté que les flux de mercure atmosphérique dans les réserves forestières adjacentes à l'activité ASGM étaient plus de 15 fois plus élevés que dans les zones déboisées environnantes (137 contre 9 µg Hg m-2 an-1 ; Figure 3 A,B). L'estimation des niveaux de mercure à Los Amigos dépasse les flux de mercure signalés précédemment près des sources ponctuelles de mercure dans les forêts d'Amérique du Nord et d'Europe (par exemple, la combustion du charbon), et est comparable aux valeurs de la Chine industrielle 21,36. Au total, environ 94 % du dépôt total de mercure dans les forêts protégées de Los Amigos est produit par dépôt sec (pénétration + litière - mercure de précipitation), une contribution bien supérieure à celle de la plupart des autres forest paysages dans le monde entier.Ces résultats mettent en évidence des niveaux élevés de mercure pénétrant dans les forêts par les dépôts secs de l'ASGM et l'importance de la canopée forestière dans l'élimination du mercure dérivé de l'ASGM de l'atmosphère. l'activité n'est pas unique au Pérou.
En revanche, les zones déboisées dans les zones minières ont des niveaux de mercure plus faibles, principalement en raison de fortes précipitations, avec peu d'apport de mercure par l'automne et la litière. Les concentrations de mercure total dans les sédiments en vrac dans la zone de la mine étaient comparables à celles mesurées dans les régions éloignées (Fig. 2C ).Les concentrations moyennes (gamme : 1,5 à 9,1 ng L-1) de mercure total dans les précipitations massives de saison sèche étaient inférieures aux valeurs précédemment signalées dans les Adirondacks de l'État de New York37 et étaient généralement inférieures à celles des régions amazoniennes éloignées38. Par conséquent, l'apport de précipitations en vrac de Hg était plus faible (8,6-21,5 µg Hg m-2 an-1) dans la zone déboisée adjacente par rapport au GEM, aux modèles de concentration de gouttes et de litière du site minier, et Ne reflète pas la proximité de l'exploitation minière .Parce que l'ASGM nécessite la déforestation,2,3 les zones défrichées où les activités minières sont concentrées ont des apports de mercure provenant des dépôts atmosphériques inférieurs à ceux des zones forestières voisines, bien que les rejets directs non atmosphériques d'ASGM (tels qu'uns déversements ou résidus de mercure élémentaire) sont susceptibles d'être très élevés.Haut 22.
Les changements dans les flux de mercure observés en Amazonie péruvienne sont dus à de grandes différences au sein et entre les sites pendant la saison sèche (forêt et déforestation) (Fig. 2). faibles flux de Hg pendant la saison des pluies (Fig. 1 supplémentaire). Cette différence saisonnière (Fig. 2B) peut être due à l'intensité plus élevée de l'exploitation minière et de la production de poussière pendant la saison sèche. L'augmentation de la déforestation et la réduction des précipitations pendant les saisons sèches peuvent augmenter la poussière production, augmentant ainsi la quantité de particules atmosphériques qui absorbent le mercure. La production de mercure et de poussière pendant la saison sèche peut contribuer aux modèles de flux de mercure dans la déforestation par rapport aux zones boisées de la concession de conservation de Los Amigos.
Alors que les apports de mercure provenant de l'ASGM en Amazonie péruvienne sont déposés dans les écosystèmes terrestres principalement par le biais d'interactions avec le couvert forestier, nous avons testé si une densité de couvert forestier plus élevée (c'est-à-dire l'indice de surface foliaire) conduirait à des apports de mercure plus élevés. Dans la forêt intacte de Los Amigos Concession de conservation, nous avons collecté des chutes de gouttes de 7 parcelles forestières avec différentes densités de canopée. Nous avons constaté que l'indice de surface foliaire était un bon prédicteur de l'apport total de mercure à l'automne, et que la concentration moyenne de mercure total à l'automne augmentait avec l'indice de surface foliaire (Fig. 3C ). De nombreuses autres variables affectent également l'apport de mercure par la chute, notamment l'âge des feuilles34, la rugosité des feuilles, la densité stomatique, la vitesse du vent39, la turbulence, la température et les périodes de pré-séchage.
Conformément aux taux de dépôt de mercure les plus élevés, la couche arable (0-5 cm) du site forestier de Los Amigos présentait la concentration totale de mercure la plus élevée (140 ng g-1 pendant la saison sèche 2018 ; Fig. 2E). enrichi sur l'ensemble du profil vertical mesuré du sol (plage de 138 à 155 ng g-1 à une profondeur de 45 cm; Fig. 3 supplémentaire). Le seul site qui présentait des concentrations élevées de mercure dans le sol en surface pendant la saison sèche 2018 était un une ville minière (Boca Colorado).Sur ce site, nous avons émis l'hypothèse que les concentrations extrêmement élevées pourraient être dues à une contamination localisée du mercure élémentaire lors de la fusion, car les concentrations n'augmentent pas en profondeur (> 5 cm). La fraction de dépôt de mercure atmosphérique la perte due à l'échappement du sol (c'est-à-dire le mercure libéré dans l'atmosphère) en raison de la canopée peut également être beaucoup plus faible dans les zones boisées que dans les zones déboisées40, ce qui suggère qu'une proportion importante de mercure est déposée pour la conservation.La zone reste dans le sol. Les bassins de mercure total du sol dans la forêt primaire de la conservation de Los Amigos étaient de 9100 μg Hg m-2 dans les 5 premiers cm et de plus de 80 000 μg Hg m-2 dans les 45 premiers cm.
Étant donné que les feuilles absorbent principalement le mercure atmosphérique, plutôt que le mercure du sol,30,31 et transportent ensuite ce mercure dans le sol en tombant, il est possible que le taux de dépôt élevé de mercure entraîne les modèles observés dans le sol. Nous avons trouvé une forte corrélation entre le total moyen concentrations de mercure dans la couche arable et les concentrations totales de mercure dans toutes les zones forestières, alors qu'il n'y avait pas de relation entre les concentrations de mercure dans la couche arable et les concentrations totales de mercure dans les fortes précipitations dans les zones déboisées (Fig. 3D). flux totaux de mercure dans les zones forestières, mais pas dans les zones de déforestation (pools de mercure de la couche arable et flux totaux de mercure des précipitations).
Presque toutes les études sur la pollution terrestre au mercure associée à l'ASGM se sont limitées aux mesures du mercure total, mais les concentrations de méthylmercure déterminent la biodisponibilité du mercure et l'accumulation et l'exposition ultérieures des nutriments. Dans les écosystèmes terrestres, le mercure est méthylé par des micro-organismes dans des conditions anoxiques41,42, il est donc croit généralement que les sols des hautes terres ont des concentrations plus faibles de méthylmercure. Cependant, pour la première fois, nous avons enregistré des concentrations mesurables de MeHg dans les sols amazoniens à proximité des ASGM, ce qui suggère que les concentrations élevées de MeHg s'étendent au-delà des écosystèmes aquatiques et dans les environnements terrestres dans ces zones touchées par l'ASGM. , y compris ceux qui sont submergés pendant la saison des pluies.Sol et ceux qui restent secs toute l'année. Les plus fortes concentrations de méthylmercure dans la couche arable pendant la saison sèche 2018 se sont produites dans deux zones boisées de la mine (Boca Colorado et la réserve de Los Amigos ; 1,4 ng MeHg g−1, 1,4 % Hg sous forme de MeHg et 1,1 ng MeHg g−1, respectivement, à 0,79 % de Hg (en tant que MeHg). Étant donné que ces pourcentages de mercure sous forme de méthylmercure sont comparables à ceux d'autres sites terrestres dans le monde (Fig. 4 supplémentaire), les concentrations élevées de méthylmercure semblent être due à un apport total élevé de mercure et à un stockage élevé du mercure total dans le sol, plutôt qu'à la conversion nette du mercure inorganique disponible en méthylmercure (Fig. 5 supplémentaire).Nos résultats représentent les premières mesures de méthylmercure dans les sols proches de l'ASGM en Amazonie péruvienne. Selon D'autres études ont signalé une production plus élevée de méthylmercure dans les paysages inondés et arides43,44 et nous nous attendons à des concentrations plus élevées de méthylmercure dans les zones humides saisonnières et permanentes forestières voisines qui connaissentcharges de mercure similaires.Bien que le méthylmercure Il reste à déterminer s'il existe un risque de toxicité pour la faune terrestre à proximité des activités d'extraction d'or, mais ces forêts proches des activités de l'ASGM peuvent être des points chauds pour la bioaccumulation du mercure dans les réseaux trophiques terrestres.
L'implication la plus importante et la plus nouvelle de notre travail est de documenter le transport de grandes quantités de mercure dans les forêts adjacentes à l'ASGM. Nos données suggèrent que ce mercure est disponible et se déplace à travers les réseaux trophiques terrestres. En outre, des quantités importantes de mercure sont stockés dans la biomasse et les sols et sont susceptibles d'être libérés avec le changement d'affectation des terres4 et les incendies de forêt45,46. Le sud-est de l'Amazonie péruvienne est l'un des écosystèmes de taxons de vertébrés et d'insectes les plus diversifiés sur le plan biologique sur Terre. les forêts favorisent la biodiversité des oiseaux48 et fournissent des niches pour un large éventail d'espèces forestières49. En conséquence, plus de 50 % de la zone de Madre de Dios est désignée comme terre protégée ou réserve nationale50. La réserve nationale de Tambopata s'est considérablement développée au cours de la dernière décennie, ce qui a conduit à une action coercitive majeure (Operación Mercurio) de la part du gouvernement péruvienen 2019. Cependant, nos résultats suggèrent que la complexité des forêts qui sous-tendent la biodiversité amazonienne rend la région très vulnérable au chargement et au stockage du mercure dans les paysages avec une augmentation des émissions de mercure liées à l'ASGM, entraînant des flux mondiaux de mercure dans l'eau.La mesure la plus élevée rapportée de la quantité est basée sur nos estimations préliminaires des flux élevés de mercure dans la litière dans les forêts intactes proches de l'ASGM. Bien que nos enquêtes aient eu lieu dans des forêts protégées, le modèle d'apport et de rétention élevés de mercure s'appliquerait à toute forêt primaire ancienne. près de l'activité ASGM, y compris les zones tampons, de sorte que ces résultats sont cohérents avec les forêts protégées et non protégées.Les forêts protégées sont similaires. Par conséquent, les risques d'ASGM pour les paysages de mercure ne sont pas seulement liés à l'importation directe de mercure par le biais des émissions atmosphériques, des déversements et des résidus, mais également à la capacité du paysage à capturer, stocker et convertir le mercure en plus biodisponible. formes.liés au potentiel de méthylmercure, montrant des effets différentiels sur les bassins mondiaux de mercure et la faune terrestre en fonction du couvert forestier à proximité de l'exploitation minière.
En séquestrant le mercure atmosphérique, les forêts intactes à proximité des mines d'or artisanales et à petite échelle peuvent réduire les risques liés au mercure pour les écosystèmes aquatiques voisins et les réservoirs mondiaux de mercure atmosphérique. écosystèmes par les incendies de forêt, la fuite et/ou le ruissellement45, 46, 51, 52, 53. En Amazonie péruvienne, environ 180 tonnes de mercure sont utilisées chaque année dans l'ASGM54, dont environ un quart est émis dans l'atmosphère55, compte tenu de la concession de conservation à Los Amigos.Cette zone représente environ 7,5 fois la superficie totale des terres protégées et des réserves naturelles de la région de Madre de Dios (environ 4 millions d'hectares), qui compte la plus grande proportion de terres protégées de toute autre province péruvienne, et ces vastes étendues de terres forestières intactes.Partiellement en dehors du rayon de dépôt de l'ASGM et du mercure. Ainsi, la séquestration du mercure dans les forêts intactes n'est pas suffisante pour empêcher le mercure dérivé de l'ASGM de pénétrer dans les bassins de mercure atmosphérique régionaux et mondiaux, ce qui suggère l'importance de réduire les émissions de mercure de l'ASGM. le mercure stocké dans les systèmes terrestres est largement influencé par les politiques de conservation. Les décisions futures sur la manière de gérer les forêts intactes, en particulier dans les zones proches de l'activité ASGM, ont donc des implications pour la mobilisation et la biodisponibilité du mercure maintenant et dans les décennies à venir.
Même si les forêts pouvaient séquestrer tout le mercure libéré dans les forêts tropicales, ce ne serait pas une panacée pour la pollution par le mercure, car les réseaux trophiques terrestres peuvent également être vulnérables au mercure. Nous savons très peu de choses sur les concentrations de mercure dans le biote de ces forêts intactes, mais ces premières les mesures des dépôts terrestres de mercure et du méthylmercure du sol suggèrent que des niveaux élevés de mercure dans le sol et de méthylmercure élevé peuvent augmenter l'exposition des personnes vivant dans ces forêts.Risques pour les consommateurs à haute valeur nutritionnelle.Les données d'études antérieures sur la bioaccumulation terrestre du mercure dans les forêts tempérées ont révélé que les concentrations de mercure dans le sang des oiseaux sont en corrélation avec les concentrations de mercure dans les sédiments, et les oiseaux chanteurs mangeant des aliments entièrement dérivés de la terre peuvent présenter des concentrations de mercure. avec une performance et un succès reproductifs réduits, une survie réduite de la progéniture, un développement altéré, des changements de comportement, un stress physiologique et une mortalité58,59. Si ce modèle est vrai pour l'Amazonie péruvienne, les flux élevés de mercure qui se produisent dans les forêts intactes pourraient entraîner des concentrations élevées de mercure chez les oiseaux et d'autres biotes, avec d'éventuels effets néfastes. Ceci est particulièrement préoccupant car la région est un point chaud de la biodiversité mondiale60. Ces résultats soulignent l'importance d'empêcher l'exploitation minière artisanale et à petite échelle de l'or dans les aires protégées nationales et les zones tampons entourant formaliser les activités ASGMes15,16 peut être un mécanisme pour s'assurer que les terres protégées ne sont pas exploitées.
Pour évaluer si le mercure déposé dans ces zones forestières pénètre dans le réseau trophique terrestre, nous avons mesuré les plumes de la queue de plusieurs oiseaux chanteurs résidents de la réserve de Los Amigos (affectée par l'exploitation minière) et de la station biologique de Cocha Cashu (vieux oiseaux non affectés).concentration totale de mercure.forêt de croissance), à 140 km de notre site d'échantillonnage Bokamanu le plus en amont. Pour les trois espèces où plusieurs individus ont été échantillonnés sur chaque site, le Hg était élevé chez les oiseaux de Los Amigos par rapport à Cocha Cashu persistaient quelles que soient les habitudes alimentaires, car notre échantillon comprenait l'anti-mangeur de sous-étage Myrmotherula axillaris, l'anti-mangeur suivi par les fourmis Phlegopsis nigromaculata et le frugivore Pipra fasciicauda (1,8 [n = 10] contre 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]). Des 10 Phlegopsis nigromaculata individus échantillonnés à Los Amigos, 3 dépassaient la CE10 (concentration efficace pour une réduction de 10% du succès reproducteur), 3 dépassaient la CE20, 1 dépassait la CE30 (voir les critères de la CE dans Evers58), et aucun individu Cocha Toute espèce de Cashu ne dépasse la CE10. résultats, avec des concentrations moyennes de mercure 2 à 3 fois plus élevées chez les oiseaux chanteurs des forêts protégées adjacentes à l'activité ASGM,et des concentrations individuelles de mercure jusqu'à 12 fois plus élevées, font craindre que la contamination par le mercure provenant de l'ASGM puisse pénétrer dans les réseaux trophiques terrestres.degré de préoccupation considérable. Ces résultats soulignent l'importance de prévenir l'activité ASGM dans les parcs nationaux et leurs zones tampons environnantes.
Les données ont été recueillies dans les concessions de conservation de Los Amigos (n = 10 pour Myrmotherula axillaris [invertivore du sous-étage] et Phlegopsi nigromaculata [invertivore suivant les fourmis], n = 46 pour Pipra fasciicauda [frugivore]; symbole du triangle rouge) et dans des endroits éloignés de Cocha Station biologique de Kashu (n = 2 par espèce ; symboles de cercle vert). Il a été démontré que les concentrations efficaces (CE) réduisent le succès de reproduction de 10 %, 20 % et 30 % (voir Evers58). Photos d'oiseaux modifiées à partir de Schulenberg65.
Depuis 2012, l'étendue de l'ASGM en Amazonie péruvienne a augmenté de plus de 40 % dans les zones protégées et de 2,25 % ou plus dans les zones non protégées. L'utilisation continue du mercure dans l'extraction minière artisanale et à petite échelle de l'or peut avoir des effets dévastateurs sur la faune. qui habitent ces forêts. Même si les mineurs cessent immédiatement d'utiliser le mercure, les effets de ce contaminant dans les sols peuvent durer des siècles, avec le potentiel d'augmenter les pertes dues à la déforestation et aux incendies de forêt61,62. Ainsi, la pollution au mercure provenant de l'ASGM peut avoir des effets durables les effets sur le biote des forêts intactes adjacentes à l'EMAPE, les risques actuels et les risques futurs liés aux rejets de mercure dans les forêts anciennes ayant la valeur de conservation la plus élevée.et la réactivation pour maximiser le potentiel de contamination. Notre découverte selon laquelle le biote terrestre peut être exposé à un risque considérable de contamination par le mercure provenant de l'ASGM devrait donner un nouvel élan aux efforts continus visant à réduire les rejets de mercure provenant de l'ASGM. Ces efforts comprennent une variété d'approches, de la capture relativement simple du mercure systèmes de distillation à des investissements économiques et sociaux plus stimulants qui formaliseront l'activité et réduiront les incitations économiques à l'EMAPE illégale.
Nous avons cinq stations à moins de 200 km de la rivière Madre de Dios. Nous avons sélectionné des sites d'échantillonnage en fonction de leur proximité avec une activité ASGM intensive, à environ 50 km entre chaque site d'échantillonnage, accessible via la rivière Madre de Dios (Fig. 2A). Nous avons sélectionné deux sites sans exploitation minière (Boca Manu et Chilive, respectivement à environ 100 et 50 km de l'ASGM), ci-après dénommés "sites éloignés". Nous avons sélectionné trois sites dans la zone minière, ci-après dénommés "Sites miniers", deux sites miniers dans la forêt secondaire près des villes de Boca Colorado et Laberinto, et un site minier dans la forêt primaire intacte. Concessions de protection de Los Amigos. de l'amalgame mercure-or est un phénomène fréquent, mais l'emplacement exact et la quantité sont inconnus car ces activités sont souvent illégales et clandestines ;nous combinerons l'exploitation minière et la combustion d'alliage de mercure est collectivement appelée «activité ASGM». Pendant la saison sèche 2018 (juillet et août 2018) et la saison des pluies 2018 (décembre 2018) dans les clairières (zones de déforestation complètement exemptes de plantes ligneuses) et sous les canopées des arbres (zones forestières), des échantillonneurs de sédiments ont été installés sur cinq sites et en janvier 2019) pour collecter respectivement les dépôts humides (n = 3) et la chute de pénétration (n = 4). Des échantillons de précipitations ont été collectés pendant quatre semaines dans le saison sèche et deux à trois semaines en saison des pluies. Au cours de la deuxième année d'échantillonnage en saison sèche (juillet et août 2019), nous avons installé des collecteurs (n = 4) dans six parcelles forestières supplémentaires à Los Amigos pendant cinq semaines, en fonction de la taux de dépôt élevés mesurés la première année, il y a un total de 7 parcelles forestières et 1 parcelle de déforestation pour Los Amigos. La distance entre les parcelles était de 0,1 à 2,5 km. Nous avons collecté un waypoint GPS par parcelle à l'aide d'un GPS Garmin portable.
Nous avons déployé des échantillonneurs d'air passifs pour le mercure sur chacun de nos cinq sites pendant la saison sèche 2018 (juillet-août 2018) et la saison des pluies 2018 (décembre 2018-janvier 2019) pendant deux mois (PAS). Un échantillonneur PAS a été déployé par site. pendant la saison sèche et deux échantillonneurs PAS ont été déployés pendant la saison des pluies. Le PAS (développé par McLagan et al. 63) collecte le mercure élémentaire gazeux (GEM) par diffusion passive et adsorption sur un sorbant de carbone imprégné de soufre (HGR-AC) via une barrière de diffusion Radiello©. La barrière de diffusion du PAS agit comme une barrière contre le passage des espèces organiques gazeuses du mercure ;par conséquent, seul le GEM est adsorbé sur le carbone 64.Nous avons utilisé des attaches de câble en plastique pour fixer le PAS à un poteau à environ 1 m au-dessus du sol.Tous les échantillonneurs ont été scellés avec du parafilm ou stockés dans des sacs en plastique refermables à double couche avant et après le déploiement.Nous le blanc de terrain collecté et le PAS de blanc de voyage pour évaluer la contamination introduite pendant l'échantillonnage, le stockage sur le terrain, le stockage en laboratoire et le transport des échantillons.
Lors du déploiement des cinq sites d'échantillonnage, nous avons placé trois collecteurs de précipitations pour l'analyse du mercure et deux collecteurs pour d'autres analyses chimiques, et quatre collecteurs de passage pour l'analyse du mercure sur le site de déforestation.collecteur et deux collecteurs pour d'autres analyses chimiques. Les collecteurs sont à un mètre l'un de l'autre. Notez que bien que nous ayons un nombre constant de collecteurs installés sur chaque site, pendant certaines périodes de collecte, nous avons des échantillons plus petits en raison des inondations du site, des interférence avec les collecteurs et défaillances de connexion entre les tubes et les bouteilles de collecte. Sur chaque site forestier et de déforestation, un collecteur pour l'analyse du mercure contenait une bouteille de 500 ml, tandis que l'autre contenait une bouteille de 250 ml ;tous les autres collecteurs pour analyse chimique contenaient une bouteille de 250 ml. Ces échantillons ont été conservés au réfrigérateur jusqu'à ce qu'ils soient exempts de congélateur, puis expédiés aux États-Unis sur de la glace, puis conservés congelés jusqu'à l'analyse. Le collecteur pour l'analyse du mercure consiste en un entonnoir en verre passé à travers un nouveau tube de polymère séquencé styrène-éthylène-butadiène-styrène (C-Flex) avec une nouvelle bouteille de polyéthylène téréphtalate Ester copolyester glycol (PETG) avec une boucle qui agit comme un bouchon de vapeur. Lors du déploiement, toutes les bouteilles PETG de 250 ml ont été acidifiées avec 1 ml d'acide chlorhydrique (HCl) de qualité trace métal et toutes les bouteilles PETG de 500 ml ont été acidifiées avec 2 ml de HCl de qualité trace métal. Le collecteur pour les autres analyses chimiques consiste en un entonnoir en plastique relié à une bouteille en polyéthylène via un nouveau tube C-Flex avec une boucle qui agit comme un bouchon de vapeur.Tous les entonnoirs en verre, les entonnoirs en plastique et les bouteilles en polyéthylène ont été lavés à l'acide avant le déploiement.Nous avons collecté des échantillons en utilisant le protocole mains propres-mains sales (méthode EPA 1669), conservéples aussi froid que possible jusqu'au retour aux États-Unis, puis stocké les échantillons à 4 ° C jusqu'à l'analyse. Des études antérieures utilisant cette méthode ont montré des récupérations de 90 à 110% pour les blancs de laboratoire en dessous de la limite de détection et des pointes standard37.
Sur chacun des cinq sites, nous avons collecté des feuilles sous forme de feuilles de la canopée, prélevé des échantillons de feuilles, de la litière fraîche et de la litière en vrac en utilisant le protocole mains propres-mains sales (méthode EPA 1669). Tous les échantillons ont été collectés sous une licence de collecte de SERFOR. , Pérou, et importés aux États-Unis sous une licence d'importation USDA. des cimes des arbres à l'aide de la fronde Notch Big Shot pendant la saison sèche 2018, la saison des pluies 2018 et la saison sèche 2019 (n = 3 par espèce). branches à moins de 2 m au-dessus du sol pendant la saison sèche 2018, la saison des pluies 2018 et la saison sèche 2019. litière fraîche (« litière en vrac ») dans des paniers en plastique doublés de filet(n = 5) pendant la saison des pluies 2018 sur les cinq sites forestiers et pendant la saison sèche 2019 sur la parcelle de Los Amigos (n = 5). Notez que même si nous avons installé un nombre constant de paniers sur chaque site, pendant certaines périodes de collecte , la taille de notre échantillon était plus petite en raison des inondations du site et de l'interférence humaine avec les collecteurs. Tous les paniers à ordures sont placés à moins d'un mètre du collecteur d'eau. pendant la saison sèche de 2019. Pendant la saison sèche de 2019, nous avons également collecté une grande quantité de déchets dans toutes nos parcelles de Los Amigos. Nous avons réfrigéré tous les échantillons de feuilles jusqu'à ce qu'ils puissent être congelés à l'aide d'un congélateur, puis expédiés aux États-Unis sur de la glace, puis stocké congelé jusqu'au traitement.
Nous avons collecté des échantillons de sol en triple (n = 3) sur les cinq sites (ouvert et canopée) et sur la parcelle Los Amigos pendant la saison sèche 2019 au cours des trois événements saisonniers. Tous les échantillons de sol ont été collectés à moins d'un mètre du collecteur de précipitations. collecté des échantillons de sol sous forme de couche arable sous la couche de litière (0–5 cm) à l'aide d'un échantillonneur de sol. ne collecter qu'un seul profil de sol car la nappe phréatique est proche de la surface du sol. Nous avons collecté tous les échantillons en utilisant le protocole main propre-main sale (méthode EPA 1669). sur glace aux États-Unis, puis stocké congelé jusqu'au traitement.
Utilisez des nids de brouillard installés à l'aube et au crépuscule pour attraper des oiseaux pendant les heures les plus fraîches de la journée. Dans la réserve de Los Amigos, nous avons placé cinq nids de brouillard (1,8 × 2,4) à neuf endroits. 10 nids de brouillard (12 x 3,2 m) dans 19 emplacements. Sur les deux sites, nous avons collecté la première plume centrale de la queue de chaque oiseau, ou sinon, la plume la plus ancienne suivante. Nous stockons les plumes dans des sacs Ziploc propres ou des enveloppes en silicone avec du silicone. enregistrements photographiques et mesures morphométriques pour identifier les espèces selon Schulenberg65. Les deux études ont été soutenues par le SERFOR et l'autorisation du Animal Research Council (IACUC). Lors de la comparaison des concentrations de Hg dans les plumes d'oiseaux, nous avons examiné les espèces dont les plumes ont été collectées à la concession de conservation de Los Amigos. et la station biologique de Cocha Cashu (Myrmotherula axillaris, Phlegopsis nigromaculata, Pipra fasciicauda).
Pour déterminer l'indice de surface foliaire (LAI), les données lidar ont été collectées à l'aide du laboratoire aérien sans pilote GatorEye, un système aérien sans pilote à fusion de capteurs (voir www.gatoreye.org pour plus de détails, également disponible en utilisant le lien "2019 Peru Los Friends" June " ) 66.Le lidar a été collecté à Los Amigos Conservation Conservation en juin 2019, avec une altitude de 80 m, une vitesse de vol de 12 m/s et une distance de 100 m entre les routes adjacentes, de sorte que le taux de couverture de déviation latérale a atteint 75 %. La densité de points répartis sur le profil vertical de la forêt dépasse 200 points par mètre carré. La zone de vol chevauche toutes les zones d'échantillonnage de Los Amigos pendant la saison sèche 2019.
Nous avons quantifié la concentration totale en Hg des GEM collectés par PAS par désorption thermique, fusion et spectroscopie d'absorption atomique (méthode USEPA 7473) à l'aide d'un instrument Hydra C (Teledyne, CV-AAS). Nous avons calibré CV-AAS à l'aide du National Institute of Standards. and Technology (NIST) Standard Reference Material 3133 (solution standard de Hg, 10,004 mg g-1) avec une limite de détection de 0,5 ng Hg. 1632e (charbon bitumineux, 135,1 mg g-1) 3) poudre67. Nous avons mesuré la teneur totale en HGR-AC de chaque échantillon pour éliminer toute inhomogénéité dans la distribution du Hg dans le sorbant HGR-AC. Par conséquent, nous avons calculé la concentration de mercure pour chaque échantillon sur la base de la somme du mercure total mesuré par chaque navire et letout le contenu de sorbant HGR-AC dans le PAS.Étant donné qu'un seul échantillon de PAS a été prélevé sur chaque site pour les mesures de concentration pendant la saison sèche 2018, le contrôle et l'assurance de la qualité de la méthode ont été effectués en regroupant les échantillons avec des blancs de procédure de surveillance, des étalons internes et une matrice -critères correspondants.Au cours de la saison des pluies 2018, nous avons répété les mesures des échantillons de PAS.Les valeurs ont été considérées comme acceptables lorsque la différence relative en pourcentage (RPD) du CCV et les mesures des normes appariées à la matrice étaient toutes deux à moins de 5% de l'acceptable valeur, et tous les blancs procéduraux étaient inférieurs à la limite de détection (BDL). concentrations en utilisant la masse totale corrigée du blanc de mercure adsorbé divisée par le temps de déploiement et le taux d'échantillonnage (quantité d'air pour éliminer le mercure gazeux par unité de temps ;0,135 m3 jour-1)63,68, ajusté pour la température et le vent de World Weather Online Mesures moyennes de température et de vent obtenues pour la région de Madre de Dios68. L'erreur type signalée pour les concentrations de GEM mesurées est basée sur l'erreur d'un étalon externe exécuter avant et après l'échantillon.
Nous avons analysé des échantillons d'eau pour la teneur totale en mercure par oxydation avec du chlorure de brome pendant au moins 24 heures, suivie d'une réduction du chlorure stanneux et d'une analyse de purge et de piégeage, d'une spectroscopie de fluorescence atomique à vapeur froide (CVAFS) et d'une séparation par chromatographie en phase gazeuse (GC) (méthode EPA) 1631 de l'analyseur automatique de mercure total Tekran 2600, rév. E). 1641D (mercure dans l'eau, 1,557 mg kg-1) avec une limite de détection de 0,02 ng L-1. ) pour l'étalonnage et le CCV et le multi-élément SPEX Centriprep Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) pour l'étalon de solution ICV 2 A avec une limite de détection de 0,5 ng L-1.Tous les étalons ont récupéré à moins de 15 % des valeurs acceptables.Field, les blancs de digestion et les blancs analytiques sont tous des BDL.
Nous avons lyophilisé des échantillons de sol et de feuilles pendant cinq jours. Nous avons homogénéisé les échantillons et les avons analysés pour le mercure total par décomposition thermique, réduction catalytique, fusion, désorption et spectroscopie d'absorption atomique (méthode EPA 7473) sur un analyseur de mercure direct Milestone (DMA -80). Pour les échantillons de la saison sèche 2018, nous avons effectué des tests DMA-80 en utilisant le NIST 1633c (cendres volantes, 1005 ng g-1) et le matériau de référence certifié MESS-3 du Conseil national de recherches du Canada (sédiment marin, 91 ng g -1).Étalonnage.Nous avons utilisé NIST 1633c pour CCV et MS et MESS-3 pour QCS avec une limite de détection de 0,2 ng Hg. ng L−1).Nous avons utilisé le matériau de référence standard NIST 2709a (sol San Joaquin, 1100 ng g-1) pour CCV et MS et DORM-4 (protéine de poisson, 410 ng g-1) pour QCS avec une limite de détection de 0,5 ng Hg.Pour toutes les saisons, nous avons analysé tous les échantillons en double et accepté les valeurs lorsque le RPD entre les deux échantillons était inférieur à 10%. BDL.Toutes les concentrations signalées sont en poids sec.
Nous avons analysé le méthylmercure dans des échantillons d'eau des trois activités saisonnières, des échantillons de feuilles de la saison sèche 2018 et des échantillons de sol des trois activités saisonnières. % d'hydroxyde de potassium dans du méthanol pendant au moins 48 h à 55 °C pendant au moins 70 h, et sol digéré au micro-ondes avec de l'acide HNO3 de qualité oligo-métal71,72.Nous avons analysé les échantillons de la saison sèche de 2018 par éthylation de l'eau à l'aide de tétraéthylborate de sodium, purge et piège, et CVAFS sur un spectromètre Tekran 2500 (méthode EPA 1630). une limite de détection de la méthode de 0,2 ng L-1. Étalons de méthylmercure Brooks Rand Instruments (1 ng L−1) pour l'étalonnage et le CCV avec une limite de détection de la méthode de 1 pg. Tous les étalons ont récupéré à moins de 15 % des valeurs acceptables pour toutes les saisons et tous les blancs étaient BDL.
Dans notre laboratoire de toxicologie du Biodiversity Institute (Portland, Maine, États-Unis), la limite de détection de la méthode était de 0,001 μg g-1. μg g-1) et NIST 2710a (sol du Montana, 9,888 μg g-1). Nous utilisons DOLT-5 et CE-464 pour CCV et QCS. étaient BDL. Toutes les répliques étaient à moins de 15 % de RPD.
Nous utilisons des filtres à membrane de 0,45 μm pour filtrer les échantillons d'eau en vue d'une analyse chimique supplémentaire. 2017a] à l'aide d'un chromatographe ionique Dionex ICS 2000. Tous les standards récupérés à moins de 10% des valeurs acceptables et tous les blancs étaient BDL.Nous utilisons le Thermofisher X-Series II pour analyser les éléments traces dans les échantillons d'eau par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif.Instrument les étalons d'étalonnage ont été préparés par dilution en série de l'étalon d'eau certifié NIST 1643f. Tous les espaces blancs sont BDL.
Tous les flux et pools rapportés dans le texte et les figures utilisent des valeurs de concentration moyennes pour les saisons sèche et pluvieuse. Voir le tableau supplémentaire 1 pour les estimations des pools et des flux (flux annuels moyens pour les deux saisons) en utilisant les concentrations minimales et maximales mesurées saisons sèches et pluvieuses. et disponible auprès de l'ACCA sur demande), nous avons calculé que la pluviométrie annuelle cumulée moyenne au cours de la dernière décennie (2009-2018) était d'environ 2500 mm an-1 . Notez qu'au cours de l'année civile 2018, la pluviométrie annuelle est proche de cette moyenne ( 2468mm), tandis que les mois les plus humides (janvier, février et décembre) représentent environ la moitié des précipitations annuelles (1288mm sur 2468mm) .Nous utilisons donc la moyenne des concentrations des saisons humides et sèches dans tous les calculs de flux et de pool. les valeurs de la littérature des flux de mercure annuels rapportés des forêts tropicales varient entre les concentrations croissantes de mercure des saisons sèches et des pluies ou seulement des saisons sèches, lorsque nous comparons nos flux calculés aux valeurs de la littérature, nous comparons directement nos flux de mercure calculés, tandis qu'une autre étude a prélevé des échantillons pendant la saison sèche et la saison des pluies, et réestimé nos flux en utilisant uniquement les concentrations de mercure de la saison sèche alors qu'une autre étude prélevait des échantillons uniquement pendant la saison sèche (par exemple, 74).
Pour déterminer la teneur totale annuelle en mercure des précipitations, des précipitations massives et des déchets à Los Amigos, nous avons utilisé la différence entre la saison sèche (moyenne de tous les sites de Los Amigos en 2018 et 2019) et la saison des pluies (moyenne de 2018) total moyen concentration de mercure. Pour les concentrations totales de mercure à d'autres endroits, les concentrations moyennes entre la saison sèche 2018 et la saison des pluies 2018 ont été utilisées. Pour les charges de méthylmercure, nous avons utilisé les données de la saison sèche de 2018, la seule année pour laquelle le méthylmercure a été mesuré. Pour estimer les flux de mercure dans la litière, nous avons utilisé les estimations de la littérature sur les taux de litière et les concentrations de mercure collectées à partir des feuilles dans les paniers à ordures à 417 g m-2 an-1 en Amazonie péruvienne. Pour le pool de Hg du sol dans les 5 cm supérieurs du sol, nous avons utilisé les concentrations totales mesurées de Hg dans le sol (saisons sèches 2018 et 2019, saison des pluies 2018) et de MeHg pendant la saison sèche 2018, avec une densité apparente estimée à 1,25 g cm-3 dans l'Amazonie brésilienne75.Effectuez ces calculs budgétaires sur notre principal site d'étude, Los Amigos, où des ensembles de données pluviométriques à long terme sont disponibles et où la structure forestière complète permet l'utilisation d'estimations de litière précédemment collectées.
Nous traitons les lignes de vol lidar à l'aide du flux de travail de post-traitement multi-échelles GatorEye, qui calcule automatiquement des produits de nuage de points et raster fusionnés propres, y compris des modèles numériques d'élévation (DEM) à une résolution de 0,5 × 0,5 m. Nous avons utilisé DEM et nettoyé des nuages de points lidar (WGS-84, UTM 19S Meters) comme entrée du flux de travail GatorEye Leaf Area Density (G-LAD), qui calcule des estimations calibrées de la surface foliaire pour chaque voxel (m3) (m2) sur le sol au sommet de la canopée à une résolution de 1 × 1 × 1 m, et le LAI dérivé (somme de LAD dans chaque colonne verticale de 1 × 1 m). La valeur LAI de chaque point GPS tracé est ensuite extraite.
Nous avons effectué toutes les analyses statistiques en utilisant le logiciel statistique R version 3.6.176 et toutes les visualisations en utilisant ggplot2. Nous avons effectué des tests statistiques en utilisant un alpha de 0,05. La relation entre deux variables quantitatives a été évaluée en utilisant la régression des moindres carrés ordinaires. test de Kruskal non paramétrique et test de Wilcox par paires.
Toutes les données incluses dans ce manuscrit se trouvent dans les informations supplémentaires et les fichiers de données associés. La Conservación Amazónica (ACCA) fournit des données sur les précipitations sur demande.
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Heure de publication : 24 février 2022