Kwikconcentraties in boomringen als indicatoren van illegale goudwinning in de Amazone

De Amazone wordt al eeuwenlang geëxploiteerd voor zijn goud. Vandaag de dag is dit kostbare metaal nog steeds zeer gewild, maar de resterende kleine gouddeeltjes zijn veel moeilijker te vinden. Mijnbouw vindt vaak plaats in ambachtelijke en kleinschalige mijnbouwoperaties die kwik (Hg) in de lucht uitstoten, wat het milieu vervuilt en de menselijke gezondheid schaadt.

Een internationaal team van onderzoekers heeft nu boomringen van inheemse soorten in de Peruaanse Amazone onderzocht om te bepalen of bomen kunnen worden gebruikt om ongeveer aan te geven waar en wanneer atmosferisch kwik is vrijgegeven. “We tonen aan dat de boomkernen van Ficus insipida kunnen worden gebruikt als een biomonitor om het ruimtelijke en mogelijk temporele spoor van kwikemissies uit ambachtelijke goudmijnbouw in de neotropen te karakteriseren,” zei Dr. Jacqueline Gerson, assistent-professor in biologische en milieutechniek aan de Cornell University en eerste auteur van de studie die gepubliceerd is in Frontiers in Environmental Science.

“Bomen kunnen een wijdverbreid en relatief goedkoop netwerk van biomonitoring bieden, door een archief bij te houden van de kwikconcentratie binnen het hout van de boomstam.”

Kwik in de lucht
Voor de goudwinning voegen mijnwerkers kwik toe aan de grond die kleine gouddeeltjes bevat. Kwik bindt zich aan de gouddeeltjes en creëert amalgaam. Amalgamen hebben een veel lager smeltpunt dan goud, dus om het te extraheren, worden de amalgaam verbrand. Dit proces stoot gasvormig kwik uit in de atmosfeer.

Drie neotropische boomsoorten met eerder gedocumenteerde jaarlijkse boomringen werden onderzocht om hun potentieel als biomonitors te testen: wilde vijgen (Ficus insipida), een gewone boom in de neotropen, Braziliaanse noten (Bertholletia excelsa), en tornillos (Cedrelinga catenaformis).

Vanwege het gematigde klimaat in de neotropen vormen niet alle bomen ringen, en van de onderzochte soorten vertoonde alleen F. insipida ze. Boomkernmonsters werden verzameld op twee locaties ver van mijnbouwactiviteit en drie locaties binnen vijf kilometer van mijnbouwsteden waar amalgaam vaak wordt verbrand. Een van de mijnbouwlocaties lag naast beschermd bos.

“Er zijn veel variabelen die individuele kwikconcentraties in bomen beïnvloeden, en het is moeilijk om de specifieke aanjagers te bepalen,” legde Gerson uit. “De bomen in de studie waren allemaal dezelfde soort en van dezelfde locaties, blootgesteld aan dezelfde atmosferische kwikconcentratie. Daarom nemen we monsters van meerdere bomen en gebruiken we gemiddelde waarden.”

Kwikconcentraties in het hout waren het hoogst op de twee monsterlocaties dicht bij mijnbouwactiviteiten en lager op de mijnbouwlocatie naast beschermd bos en de locaties ver weg van mijnbouwsteden. “Hogere atmosferische kwikconcentraties worden over het algemeen geassocieerd met nabijgelegen mijnlocaties,” legde Gerson uit. “In de Peruaanse Amazone, waar mijnbouw de belangrijkste bron van kwik is, kan de associatie tussen hogere kwikconcentraties en nabijheid van een mijnbouwlocatie gemakkelijk worden aangetoond.”

Vooral na 2000 stegen de kwikconcentraties nabij steden waar kwik-goudamalgamen werden verbrand. “Dit is waarschijnlijk te wijten aan de uitbreiding van goudwinning rond deze tijd,” voegde Gerson eraan toe.

Een netwerk van biomonitors
Hoewel de studie aantoont dat bomen kunnen worden gebruikt als een biomonitoringsnetwerk voor gasvormige kwikemissies, heeft de studie enkele beperkingen. Het meest opvallende is dat de exacte afstand tot mijnbouwsteden onbekend was vanwege de illegale aard van deze operaties. Dit heeft waarschijnlijk invloed gehad op de gevonden kwikconcentraties in het stamhout.

“Ficus insipida kan worden gebruikt als een goedkoop en krachtig hulpmiddel om grote ruimtelijke trends in kwikemissies in de neotropen te onderzoeken,” concludeerde Gerson. “Het gebruik van hout kan regionale monitoringinspanningen mogelijk maken.” Dit is bijzonder belangrijk in het kader van de VN Minamata-conventie over kwik, een internationaal verdrag dat is gericht op het verminderen van kwik- en kwikverbindingsemissies en het beperken van gezondheids- en milieurisico’s.