北卡羅萊納州達(dá)勒姆——自20世紀(jì)80年代以來，西弗吉尼亞州南部的一個巨大的山頂移除采礦綜合體一直在將污染物(如硒)以對水生生物不安全的水平浸泡到附近的溪流中。
現(xiàn)在，即使礦井關(guān)閉，研究人員也發(fā)現(xiàn)，溪流昆蟲會飛出含高濃度硒的水，而蜘蛛會沿著河岸吞食它們，這表明污染物在食物鏈中從水中轉(zhuǎn)移到陸地。
杜克大學(xué)的生物學(xué)家艾米麗伯恩哈特是這項研究的合著者。十年來，他一直在研究山頂采礦對這個地區(qū)的影響。研究表明“大量的溪流污染物是如何從水中分離出來并克服重力的”。
研究人員觀察了尼河流域的23條溪流，溪流和溪流網(wǎng)絡(luò)蜿蜒穿過西弗吉尼亞州林肯縣陡峭的森林地形。分水嶺還剛剛抽干了霍貝特21煤礦的9900英畝土地，這是阿巴拉契亞最大的山頂拆除采礦作業(yè)之一。
在2015年關(guān)閉之前的30年里，采礦作業(yè)爆破了山頂?shù)拿簩?，開采了下面的煤，將剩余的巖石推入了相鄰的山谷，并將溪流埋在數(shù)百英尺的碎石下。
采礦廢物的徑流含有天然存在的微量元素，如硒和其他溶解物質(zhì)。
在之前的研究中，Bernhardt和他的同事發(fā)現(xiàn)，直接在泥河流域采礦點下游采集的水樣中的硒和其他微量元素增加了。
這項發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志上的新研究，研究了硒進(jìn)入水中后是如何通過食物網(wǎng)的。
第一作者勞拉納斯倫德在伯恩哈特實驗室完成了她的大學(xué)榮譽(yù)論文，并進(jìn)行了這項研究。兩年多來，她測試了生長在河床巖石或生物膜中的綠泥中的硒含量，這些綠泥可以作為五月和河里其他昆蟲的食物。
她還測量了溪流昆蟲爬出水面交配時的硒含量，還測量了在岸邊等待不幸昆蟲誤入自己網(wǎng)子的蜘蛛的硒含量。
生物膜中硒的濃度可能是周圍水的1000倍。當(dāng)富硒生物膜成為在粘液中吃草的水生昆蟲的食物時，其濃度將進(jìn)一步增加，從而在組織中積累潛在的毒性水平。
研究小組的結(jié)果表明，上游的礦井越多，河流生物膜中的硒就越多。他們在生物膜中發(fā)現(xiàn)的硒越多，在水生昆蟲和食蟲蜘蛛中發(fā)現(xiàn)的硒就越多。
礦區(qū)溪流中昆蟲的硒濃度比其他地方高5倍。
采礦溪流中昆蟲和蜘蛛捕食者體內(nèi)的硒濃度分別高達(dá)百萬分之95和26——高到不能被認(rèn)為是安全的食用鳥類，一些動物組織中的硒含量最高。
伯恩哈特說，尼河流域不是一個孤立的例子。此前的研究發(fā)現(xiàn)，即使在礦山關(guān)閉幾十年后，整個阿巴拉契亞山脈中部山頂上的清理礦山徑流中的硒含量也非常高。
納斯倫德說，雖然在重礦區(qū)下游采集的昆蟲和蜘蛛中硒的濃度最高，但納斯倫德說，即使是未受污染的溪流，其岸邊也有富含硒的蜘蛛，這表明飛出礦井的昆蟲可以將污染物帶到清潔的地方。
這項研究表明，一旦采礦污染物被沖入溪流，“很難將牙膏放回管道，”目前正在佐治亞大學(xué)攻讀博士學(xué)位的納斯倫德說。
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