Wetenschappers van Duke University hebben een model ontwikkeld dat kan voorspellen hoeveel kwik in een lokaal ecosysteem vrijkomt door ontbossing en kleinschalige goudwinning.

Het onderzoek, die op 11 december online verschijnt in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie , zou kunnen wijzen op manieren om de ergste effecten van kwikvergiftiging te verzachten in regio's die al te maken hebben met verhoogde kwikniveaus veroorzaakt door goudwinning.

"We hebben veel grondmetingen gedaan in de Peruaanse Amazone van kwikniveaus in het water, aarde en vissen, " zei Heileen Hsu-Kim, hoogleraar civiele techniek en milieutechniek aan de Duke University. "Maar veel gebieden in de Amazone zijn niet gemakkelijk bereikbaar, en de overheid heeft vaak niet de middelen die nodig zijn om lokale sites te testen."

"Als je het land vrijmaakt voor mijnbouw, het laat een landschap achter dat in wezen ging van weelderig groen naar dorre woestijn, " zei Hsu-Kim. "Je kunt de effecten gemakkelijk zien in satellietbeelden. Als (overheden) openbaar beschikbare satellietbeelden zouden kunnen gebruiken om gebieden te identificeren die waarschijnlijk besmet zijn, het zou hen kunnen helpen weloverwogen beleidsbeslissingen te nemen om de volksgezondheid te beschermen."

De afgelopen twee decennia is er een sterke toename geweest van illegale en informele goudwinning in Madre de Dios, het zuidelijke Amazonegebied van Peru. Deze kleinschalige operaties omvatten doorgaans het kappen van alle bomen in een bepaald gebied, een grote put graven en vervolgens kwik gebruiken om goud uit de uitgegraven grond te halen.

Na grotere, grove deeltjes worden afgescheiden, de resterende fijne grond wordt gecombineerd met water en kwik in een grote trommel, net als een olievat, en geschud. Het kwik bindt zich aan al het goud in de grond, het creëren van een groot stuk dat gemakkelijk kan worden verwijderd. Dit stuk wordt vervolgens verbrand, verdampen en het vrijgeven van het kwik in de lucht terwijl puur goud achterblijft.

Naast het vrijgeven van kwik in de atmosfeer, mijnwerkers voegen doorgaans drie tot vier keer meer kwik aan elk vat toe dan daadwerkelijk nodig is, zegt Hsu-Kim. Terwijl dit ervoor zorgt dat al het goud wordt gewonnen, het betekent ook dat er een grote hoeveelheid kwik achterblijft in de slurry die onvermijdelijk terug in de uitgegraven put wordt gedumpt.

En omdat het hele proces begon met het kappen van bomen, er is niets dat de met kwik beladen grond ervan weerhoudt om in nabijgelegen rivieren te eroderen.

"Terwijl de lokale kwikniveaus misschien alleen maar verdubbelen vanwege de mijnbouw zelf, het effect van de erosie zorgt voor een verviervoudiging van de hoeveelheid kwik die vrijkomt in lokale rivieren, ' zei Hsu-Kim.

"Dit betekent dat mijnbouwpraktijken mensen drie keer kunnen raken met kwik - een keer door direct contact, eenmaal van atmosferisch transport en depositie, en eenmaal uit de bodem kwikmobilisatie als gevolg van landopruiming, " zei William Pan, de Elizabeth Brooks Reid en Whitelaw Reid universitair hoofddocent populatiestudies aan Duke. "De scenario's die we uitvoeren laten zien dat zelfs als de mijnbouw vandaag zou eindigen, aangezien het onwaarschijnlijk is dat de vegetatie de komende decennia zal terugkeren, het vrijgemaakte land zal kwik blijven afgeven."

Hsu-Kim en Pan werkten samen met afgestudeerde studenten Sarah Diringer en Axel Berky om een ​​model te bouwen om te voorspellen hoeveel kwik en andere verontreinigingen in rivieren terechtkomen. Het combineert gegevens van een stroomgebiederosiemodel, lokale variabelen zoals jaarlijkse regenval, landschap en grondsoorten, en gegevens verzameld over ontbossing van satellietbeelden.

Toen ze het kwikgehalte analyseerden in bodem- en watermonsters van negen locaties in het stroomgebied van de Colorado-rivier in Madre de Dios, ze ontdekten dat hun model nauwkeurig voorspelde welke gebieden waarschijnlijk hogere waterconcentraties van kwik zouden hebben.

Het model suggereert dat in de afgelopen twee decennia, door ontbossing is de hoeveelheid kwik verdubbeld die de lokale waterbronnen in het stroomgebied van de Colorado-rivier binnendringt, en verviervoudigde het in het onderstroomgebied van Puquiri. Hun model suggereert ook dat als de huidige trends van ontbossing aanhouden, de hoeveelheid kwik die vrijkomt in de lokale riviersystemen kan tegen 2030 met 20 tot 25 procent toenemen.

Hoewel de bevindingen misschien somber klinken, het feit dat het model werkt, biedt wel wat licht aan het einde van de tunnel.

"We hebben ons model gedeeld met het Peruaanse ministerie van Milieu en het ministerie van Volksgezondheid, Pan zei. "We werken met hen samen om te evalueren of onze aanpak kan worden gebruikt als een hulpmiddel voor het ontwikkelen van nieuw beleid met betrekking tot mijnbouw, milieumonitoring van kwik en menselijke blootstelling."