Четыре водораздела, затронутые горнодобывающей промышленностью – расположенные в горных районах Калифорнии, Колорадо, Айдахо и Монтаны – все были определены как участки суперфонда в соответствии с Законом о комплексных экологических мерах, компенсациях и ответственности (CERCLA), который помогает финансировать очистку свалок токсичных отходов в США. Они являются одними из немногих участков дренажа кислотных шахт, где ученые провели расширенные исследования, чтобы контролировать эффективность восстановительных работ.
«Хорошая новость от всех них заключается в том, что инвестиции Superfund могут восстановить качество воды и экологическое здоровье ручьев», – сказал Дэвид Хербст, научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Крус и соавтор статьи о новых результатах, которая будет опубликована в июне. выпуск пресноводной науки. Статья в настоящее время доступна в Интернете.
В течение последних двух десятилетий компания Herbst отслеживала потоки, пострадавшие от кислотного дренажа из шахты Левиафан в центральной части Сьерра-Невады.
Новое исследование было разработано в результате обсуждений, которые он вел с другими учеными, участвовавшими в длительных исследованиях подобных участков.
«Этих долгосрочных исследований затронутых водоразделов не так много, и, объединив наши данные, мы могли бы определить общие направления восстановления между этими разными участками», – сказал Хербст.
Чтобы оценить восстановление водной флоры и фауны в ручьях и реках, сильно загрязненных заброшенными шахтами, исследователи объединили данные долгосрочного мониторинга за периоды в 20 и более лет. Они использовали водных насекомых и других разнообразных беспозвоночных (таких как плоские черви и улитки) в качестве индикаторов восстановления экологического здоровья, а близлежащие незагрязненные ручьи служили эталоном для сравнения.
Даже при различных смесях токсичных металлов и различных методах обработки, используемых для контроля загрязнения на каждом участке, исследования документально подтвердили успешное восстановление до почти естественных условий в течение 10-15 лет. По большей части выздоровление было быстрым, в течение первых нескольких лет лечения.
«Эти многообещающие результаты и общие пути предполагают, что даже серьезные экологические проблемы могут быть решены с помощью усилий и инвестиций», – сказал Хербст.
Исследование также показало, что эти участки разделяют общие отклики, несмотря на различия в видах водной флоры и фауны, встречающихся в этом широком географическом регионе.
Общие пищевые привычки, модели развития и поведенческие характеристики унифицировали то, как речные беспозвоночные реагировали на снижение содержания металлических загрязнителей.
Виды с такими чертами, как питание водорослями, длительный жизненный цикл и цепляние за поверхность камней, становились все более распространенными, поскольку токсичность со временем снижалась. Виды, которые были более распространены при более высоких концентрациях металлов, обладали такими чертами, как быстрое развитие, короткие жизненные циклы, питание отложениями органического вещества и способность быстро убегать со дна, дрейфуя в потоке воды.
Наиболее чувствительными к токсичным металлам видами являются подёнки, веснянки и ручейники. Во всех ручьях гибель этих чувствительных насекомых произошла на уровне токсичности, предсказанном лабораторными биопробами на основе комбинированных уровней присутствующих токсичных металлов.
«Конвергенция этих реакций по водотокам и на уровне, соответствующем тому, как устанавливаются критерии качества воды, поддерживает руководящие принципы, установленные для определения того, какие химические условия защищают речные и ручьи экосистемы», – сказал Хербст.
Он отметил, что аддитивная токсичность присутствующих металлов определяет реакцию на загрязняющие вещества, показывая, что стандарты качества воды должны основываться на сочетании присутствующих металлов, а не отдельно для каждого металла. Другими словами, даже если уровень токсичности металла ниже его токсичного уровня, когда он присутствует с другими металлами, комбинированный эффект может превышать допустимое значение для водных организмов.
«Очень важно учитывать этот фактор при применении стандартов качества воды для металлов», – сказал Хербст.
Другими соавторами исследования являются Уильям Клементс из Университета штата Колорадо в Форт-Коллинзе, Мишель Хорнбергер и Терри Шорт из Университета штата Калифорния.S. Геологическая служба Калифорнии и Кристофер Мебейн из Геологической службы США в Айдахо.