1. Quantifying the impacts of artisanal gold mining on a tropical river system using mercury isotopes
- Author
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Jeroen E. Sonke, Raphaelle Rinaldo, Sylvaine Goix, Johanna Menges, Christelle Lagane, Lars-Eric Heimbürger, Laure Laffont, Jérôme Chmeleff, Régine Maury-Brachet, Laurence Maurice, Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Laboratoire de génie chimique [ancien site de Basso-Cambo] (LGC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Parc Amazonien de Guyane, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Paul Sabatier (UT3)
- Subjects
Geologic Sediments ,Health, Toxicology and Mutagenesis ,0208 environmental biotechnology ,02 engineering and technology ,010501 environmental sciences ,01 natural sciences ,media_common ,[SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment ,geography.geographical_feature_category ,General Medicine ,Particulates ,Contamination ,Pollution ,Mercury stable isotopes ,6. Clean water ,French Guiana ,Environmental chemistry ,Erosion ,Environmental Monitoring ,Gold mining ,Environmental Engineering ,[SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes ,media_common.quotation_subject ,water ,Mercury speciation ,Mining ,gold mining ,soil ,Artisanal and small-scale ,Rivers ,mercury isotopes ,Tributary ,Environmental Chemistry ,gold mining (ASGM) ,0105 earth and related environmental sciences ,geography ,business.industry ,Public Health, Environmental and Occupational Health ,Sediment ,Mercury ,General Chemistry ,020801 environmental engineering ,Speciation ,sediment ,13. Climate action ,Soil water ,Environmental science ,Gold ,business ,Water Pollutants, Chemical - Abstract
In some locations, artisanal and small-scale gold-mining (ASGM) represents a significant source of anthropogenic Hg to freshwater environments. The Hg released from ASGM can contaminate aquatic fauna and pose health risks to downstream populations. Total Hg (THg) concentrations, speciation, and isotopic compositions were analyzed in water, suspended particulate matter, soil, and bottom sediment samples from pristine areas and in places of active and legacy gold mining along the Oyapock River (French Guiana) and its tributaries. Mass-independent fractionation (MIF) of even Hg isotopes in top soils (Delta Hg-200 = -0.06 +/- 0.02 parts per thousand, n = 10) implied the uptake of gaseous Hg(0) by plants, rather than wet deposition, as the primary Hg source. Odd isotope MIF was lower in deep soils (Delta Hg-199 = -0.75 +/- 0.03 parts per thousand, n = 7) than in top soils (Delta Hg-199 = -0.55 +/- 0.15 parts per thousand, n = 3). This variation could be attributed to differences between the isotopic signatures of modern and pre-industrial atmospheric Hg. Combining a Hg-isotope binary mixing model with a multiple linear regression based on physicochemical parameters measured in the sediment samples, we determined that active mined creek sediments are contaminated by ASGM activities, with up to 78% of THg being anthropogenic. Of this anthropogenic Hg, more than half (66-74%) originates from liquid Hg(0) that is released during ASGM. The remaining anthropogenic Hg comes from the ASGM-driven erosion of Hg-rich soils into the river. The isotope signatures of anthropogenic Hg in bottom sediments were no longer traceable in formerly mined rivers and creeks.
- Published
- 2019
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