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山顶采矿产生的溪流污染不会一直存在

北卡罗来纳州达勒姆市-自1980年代以来,西维吉尼亚州南部一个庞大的山顶去除采矿综合体一直以对水生生物来说不安全的水平将污染物(例如硒)浸入附近的溪流中。

现在,即使矿山关闭了,研究人员也发现溪流昆虫从水中飞出时有高浓度的硒,而蜘蛛则将其沿河岸吞噬,这表明污染物从水中移到陆地上在食物链中的位置

杜克大学生物学家艾米丽·伯恩哈特(Emily Bernhardt)是该研究的合著者,他研究了山顶采矿对该地区的影响已有十年之久,该研究表明“大量溪流污染物如何从水中脱离并克服重力”。

研究人员观察了泥河流域中的23条溪流,溪流和溪流网络蜿蜒穿过西弗吉尼亚州林肯县的陡峭森林地形。该分水岭也恰好排泄了9,900英亩的Hobet 21煤矿,这是阿巴拉契亚州最大的山顶拆除采矿作业之一。

直到2015年关闭为止的三十年间,采矿作业都炸开了山顶的煤层,以开采下方的煤,并将剩余的岩石推入邻近的山谷,将溪流掩埋在几百英尺的瓦砾下。

来自采矿废料的径流包含天然存在的微量元素,例如硒和其他溶解物质。

在先前的研究中,Bernhardt及其同事发现了在Mud River流域采矿场下游直接采集的水样中硒和其他微量元素的增加。

这项新的研究发表在《环境科学与技术》杂志上,研究了硒在进入水中后如何通过食物网移动。

第一作者劳拉·纳斯伦德(Laura Naslund)在伯恩哈特实验室(Bernhardt lab)进行了她的大学荣誉论文,进行了这项研究。两年多来,她测试了河床岩石或生物膜中生长的绿泥中的硒含量,生物膜可作为may和其他河中昆虫的食物。

她还测量了溪流昆虫从水中爬出并交配时的硒含量,还测量了蜘蛛在岸边等待不幸的昆虫误入其网中的硒含量。

硒在生物膜中的浓度可能是周围水中的1000倍。当富含硒的生物膜成为在粘液中放牧的水生昆虫的食物时,其浓度会进一步升高,从而在组织中积累潜在的毒性水平。

研究小组的结果表明,上游的矿山越多,河流生物膜中的硒就越多。他们在生物膜中发现的硒越多,在水生昆虫和以昆虫为食的蜘蛛中发现的硒就越多。

来自矿区的溪流昆虫的硒浓度比其他地点高五倍。

采矿流中的昆虫及其蜘蛛捕食者中的硒浓度分别高达95和百万分之26-太高了以至于不能被认为可以安全地食用鸟类,并且某些动物组织中的硒含量最高。

伯恩哈特说,泥河分水岭不是一个孤立的例子。先前的研究发现,甚至在矿山关闭后数十年,整个阿巴拉契亚中部的山顶清除矿山的径流中的硒含量也很高。

纳斯隆德说,虽然在重矿区下游收集的昆虫和蜘蛛中硒的浓度最高,但纳斯隆德说,即使没有污染的溪流在其河岸上也有富含硒的蜘蛛,这表明从矿井中飞出的昆虫可以将污染物带到清洁的地方太。

这项研究表明,一旦采矿污染物冲入溪流,“很难将牙膏放回管子中,”目前在佐治亚大学攻读博士学位的纳斯伦德说。

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