A hegyvidéki bányászat által okozott szennyezés nem marad vízben

A patak rovarok és az őket elfogyasztó parti pókok potenciálisan mérgező szelén lefolyást hoznak a vízből a földre

Az 1980-as évek óta egy kiterjedt hegytető eltávolító bányakomplexum Nyugat-Virginia déli részén szennyező anyagokat - például szelént - kimosott a közeli folyamokba a vízi élővilág szempontjából nem biztonságosnak tartott szinteken.

Annak ellenére, hogy a bánya zárva van, a kutatók a szelén magas koncentrációját is megtalálták a patakokban, amikor kirepülnek a vízből, és a pókok, amelyek megeszik őket a partok mentén, ami arra utal, hogy a szennyező anyag vízből a szárazföldre költözik, miközben az élelmiszerláncon felfelé vezető út.

A tanulmány megmutatja, hogy "sok patak szennyeződés jut ki a vízből, és dacol a gravitációval" - mondta Emily Bernhardt társszerző, a Duke Egyetem biológusa, aki 10 éve tanulmányozza a hegycsúcsok bányászatának a régióra gyakorolt hatását.

A kutatók a Mud folyó vízgyűjtőjében lévő 23 patakot vizsgálták, a patakok és patakok hálózatát kanyarogva a meredek erdős terepen a nyugat-virginiai Lincoln megyében. A vízválasztó véletlenül elvezeti a 9 900 hektáros Hobet 21 szénbányát is, amely Appalachia egyik legnagyobb hegytető eltávolító bányászati művelete.

A bányászati művelet három évtizedig, a 2015-ös bezárásáig robbantotta le a hegyek tetejét, hogy elérje az alatta lévő szenet, és a maradék kőzetet a szomszédos völgyekbe taszította, patakokat temetve több száz lábnyi törmelék alatt.

Ennek a bányászati hulladéknak a vízfolyása olyan természetben előforduló nyomelemeket tartalmaz, mint a szelén és más oldott anyagok.

Egy korábbi tanulmányban Bernhardt és munkatársai felfutást találtak a szelénben és más nyomelemekben a Mud-folyó vízgyűjtőjénél közvetlenül a bányászati helyektől lefelé vett vízmintákban.

Az új tanulmány, amelyet a Environmental Science & Technology folyóiratban publikáltak, azt vizsgálta, hogy a szelén hogyan mozog az élelmiszer-hálózatokon, ha vízbe kerül.

Az első szerző, Laura Naslund egyetemi diplomamunka részeként végezte a kutatást a Bernhardt laboratóriumban. Két év alatt tesztelte a szelén felhalmozódását a patakmederben található sziklákon növő zöldes nyálkákban vagy biofilmekben, amelyek táplálékul szolgálnak a lepkék és más patak rovarok számára.

A szelént a patakokban élő rovarokban is mérte, amikor azok felemelkedtek a vízből, hogy párosodjanak, és a pókokban, akik a parton várakoztak, hogy a szerencsétlen rovarok betörjenek a hálójukba.

A szelén 1000-szer jobban koncentrálódhat a biofilmekben, mint a környező vízben. Ez tovább koncentrálódik, amikor a szelénben gazdag biofilmek táplálékká válnak a kecskén legelő vízi rovarok számára, felépítve a szövetekben potenciálisan mérgező szintet.

A csapat eredményei azt mutatják, hogy minél több volt a kitermelt föld az áramlás irányában, annál több volt a szelén a patakban lévő biofilmekben. Minél több szelént találtak a biofilmekben, annál többet találtak a vízi rovarokban és a pókokban, amelyek megeszik a rovarokat.

A bányászott területekről származó patak rovarok szelénkoncentrációja ötször magasabb volt, mint más helyeken.

A bányászott patakokból származó rovarokban és pókragadozóikban a szelénkoncentráció 95, illetve 26 millió per milliliter volt - túl magas ahhoz, hogy madárfogyasztás szempontjából biztonságosnak lehessen tartani, és az állati szöveteknél regisztrált legmagasabb szintek.

A Mud folyó vízválasztója nem elszigetelt példa mondta Bernhardt. Korábbi tanulmányok magas szelénszintet mutattak ki a közép-Appalachia-szerte található hegycsúcs-aknák vízfolyásában, még évtizedekkel azután, hogy a bányák bezárultak.

Míg a szelénkoncentráció a rovarokban és a pókokban volt a legerősebben bányászott területekről lefelé gyűjtött, a Naslund szerint még egy szennyezésmentes pataknak is volt szelénben gazdag pókja a partján, ami azt sugallta, hogy a bányászott patakokból kirepülő rovarok tiszta helyekre szállíthatják a szennyező anyagokat is.

A tanulmány azt mutatja, hogy ha a bányászati szennyező anyagok patakokba mosódnak, "nehéz visszahozni a fogkrémet a csőbe" - mondta Naslund, a Georgia Egyetem jelenleg doktorandusz hallgatója.

Ezt a kutatást egy Nemzeti Tudományos Alapítvány EAR Hidrológiai Tudományok támogatása (1417405), egy dékán nyári kutatási ösztöndíj és a Huang ösztöndíjak szakmai fejlesztési alapja támogatta.