Vele kilometers beken en rivieren in de Verenigde Staten en elders zijn vervuild door giftige metalen in zure afvoer die uit verlaten mijnsites stroomt, en er zijn grote investeringen gedaan om op sommige locaties de afvoer van zuurmijnen op te ruimen. Een nieuwe studie op basis van langetermijnmonitoringsgegevens van vier locaties in het westen van de Verenigde Staten toont aan dat opruimingsinspanningen ervoor kunnen zorgen dat aangetaste stromen binnen 10 tot 15 jaar na het begin van de saneringswerkzaamheden herstellen tot bijna natuurlijke omstandigheden.

De vier door mijnbouw getroffen stroomgebieden - gelegen in de berggebieden van Californië, Colorado, Idaho, en Montana - werden allemaal aangewezen als Superfund-sites onder de Comprehensive Environmental Response, Een vergoeding, en Aansprakelijkheidswet (CERCLA), die helpt bij het financieren van de opruiming van giftige afvallocaties in de Verenigde Staten. Ze behoren tot de weinige drainagelocaties van zuurmijnen waar wetenschappers uitgebreide studies hebben uitgevoerd om de effectiviteit van de saneringsinspanningen te controleren.

"Het goede nieuws van allemaal is dat Superfund-investeringen de waterkwaliteit en ecologische gezondheid van de beken kunnen herstellen, " zei David Herbst, een onderzoekswetenschapper aan UC Santa Cruz en co-auteur van een paper over de nieuwe bevindingen die in het juninummer van Zoetwaterwetenschap . De krant is momenteel online beschikbaar.

De afgelopen twee decennia heeft Herbst heeft stromen gevolgd die zijn aangetast door de afvoer van zure mijnen uit de Leviathan-mijn in de centrale Sierra Nevada. De nieuwe studie kwam voort uit discussies die hij had met andere wetenschappers die betrokken waren bij langetermijnstudies van vergelijkbare sites.

"Er zijn niet veel van deze langetermijnstudies van getroffen stroomgebieden, en door onze gegevens te combineren, konden we de rode draad van herstel tussen deze verschillende sites identificeren, ' zei Herbs.

Om het herstel van het waterleven te beoordelen in beken en rivieren die ernstig vervuild zijn door de verlaten mijnen, de onderzoekers combineerden gegevens van langetermijnmonitoring over perioden van 20 jaar of meer. Ze gebruikten waterinsecten en ander divers ongewerveld leven (zoals platwormen en slakken) als indicatoren voor het herstel van de ecologische gezondheid, met nabijgelegen onvervuilde stromen die als vergelijkingsstandaard dienen.

Zelfs met verschillende mengsels van giftige metalen en verschillende behandelingspraktijken die worden gebruikt om de vervuiling op elke locatie te beheersen, de studies documenteerden succesvol herstel naar bijna natuurlijke omstandigheden binnen 10 tot 15 jaar. Een groot deel van het herstel was snel, optreden binnen de eerste paar jaar van de behandeling.

"Deze veelbelovende resultaten en gedeelde paden suggereren dat zelfs ontmoedigende milieuproblemen kunnen worden verholpen, gezien de inspanningen en investeringen, ' zei Herbs.

Uit het onderzoek bleek ook dat de locaties gemeenschappelijke reacties deelden, ondanks verschillen in de soorten waterleven die in deze brede geografische regio voorkomen. Gedeelde voedingsgewoonten, ontwikkelingspatronen, en gedragskenmerken verenigden hoe stroomongewervelden reageerden op de verlichting van metaalverontreinigende stoffen.

Soorten met eigenschappen zoals het eten van algen, lange levenscycli, en vastklampen aan het oppervlak van stenen werd steeds gebruikelijker naarmate de toxiciteit in de loop van de tijd afnam. Soorten die vaker voorkwamen wanneer de metaalconcentraties hoger waren, hadden kenmerken zoals snelle ontwikkeling, korte levenscycli, voeden met afzettingen van organisch materiaal, en het vermogen om snel van de bodem te ontsnappen door in de waterstroom te drijven.

De soorten die het meest gevoelig zijn voor giftige metalen zijn de eendagsvliegen, steenvliegen, en caddisflies. Over alle stromen, het verlies van deze gevoelige insecten vond plaats op een toxiciteitsniveau voorspeld door laboratoriumbioassays op basis van de gecombineerde niveaus van de aanwezige toxische metalen.

"De convergentie van deze reacties over stromen heen en op een niveau dat consistent is met de manier waarop waterkwaliteitscriteria worden vastgesteld, ondersteunt richtlijnen die zijn opgesteld voor welke chemische omstandigheden de ecosystemen van stromen en rivieren beschermen, ' zei Herbs.

De additieve toxiciteit van de aanwezige metalen bepaalde de reactie op verontreinigende stoffen, hij merkte, waaruit blijkt dat waterkwaliteitsnormen gebaseerd moeten zijn op gecombineerde aanwezige metalen in plaats van afzonderlijk voor elk metaal. Met andere woorden, zelfs als een metaal onder zijn toxische niveau is, wanneer het samen met andere metalen aanwezig is, kan het gecombineerde effect de tolerantie van het waterleven overschrijden.

"Het is van vitaal belang om rekening te houden met deze factor in de manier waarop waterkwaliteitsnormen voor metalen worden toegepast, ' zei Herbs.