p A mineração envolve mover muitas rochas, então alguma bagunça é esperada. Contudo, as operações de mineração podem continuar afetando os ecossistemas por muito tempo após o término da atividade. Metais pesados ​​e substâncias corrosivas lixiviam para o meio ambiente, evitando que a vida selvagem e a vegetação retornem à área. p Felizmente, este dano pode ser revertido. Uma equipe de cientistas, incluindo Dave Herbst da UC Santa Bárbara, investigou como os ecossistemas fluviais respondem aos esforços de remediação. A equipe combinou décadas de dados de quatro bacias hidrográficas poluídas por minas abandonadas. Foi necessário pensamento criativo para simplificar a complexa dinâmica de quase uma dúzia de toxinas na miríade de espécies em cada rio.

p Em última análise, a metodologia inteligente da equipe mostrou que a restauração pode melhorar alguns dos maiores problemas de contaminação da mineração. Suas descobertas, publicado no jornal Ciência de Água Doce , revelou estratégias que funcionaram bem como padrões de recuperação nas quatro vias navegáveis. Os resultados também sugerem que os regulamentos precisam considerar todos os contaminantes juntos, ao invés de estabelecer padrões em uma base individual.

p "Há um grande problema que temos com os locais de mineração legados, não apenas nos EUA, mas em todo o mundo, "disse Herbst, um biólogo pesquisador do Laboratório de Pesquisa Aquática de Sierra Nevada (SNARL) em Mammoth Lakes. "Eles são generalizados, problemas persistentes e duradouros. Mas a boa notícia é que, com o investimento e esforço de programas como CERCLA Superfund, podemos consertar esses problemas. "

p O trabalho de Herbst se concentrou em Leviathan Creek, um riacho Sierran 25 milhas a sudeste de Lake Tahoe, que é o local de um esforço de restauração sob CERCLA (a Resposta Ambiental Abrangente, Compensação, e Lei de Responsabilidade), também conhecido como Superfund. A área não foi minada em busca de metais preciosos, mas para extrair enxofre para fazer ácido sulfúrico para processar minerais de outros locais. A presença de minerais contendo enxofre feitos para água que era naturalmente um pouco ácida, mas a mineração a céu aberto expôs esses minerais aos elementos. O resultado foi um ácido mais forte que lixiviou metais residuais como o alumínio, cobalto e ferro da rocha para o meio ambiente. Os efeitos combinados do aumento da acidez e dos metais tóxicos devastaram o ecossistema aquático local.

p Classificando os padrões

p Cada local de mineração produz uma mistura única de poluentes. O que mais, diferentes rios abrigam diferentes espécies de invertebrados aquáticos, com centenas de tipos diferentes em cada fluxo, Herbst disse. Essa variabilidade tornava as comparações um desafio.

p Assim, os pesquisadores começaram a trabalhar estabelecendo padrões e benchmarks. Eles decidiram rastrear o efeito da poluição e remediação nas efemérides, stoneflies e caddisflies. Esses grupos são essenciais para a cadeia alimentar aquática e apresentam uma variedade de tolerâncias a diferentes toxinas. Em vez de comparar espécies intimamente relacionadas, os cientistas agruparam animais com características comuns - como traços físicos e histórias de vida.

p Em seguida, a equipe teve que entender todos os poluentes. Eles rapidamente perceberam que não seria suficiente rastrear a toxicidade de metais individuais separadamente, como geralmente é feito no laboratório. É o impacto combinado que realmente afeta o ecossistema. Além disso, os cientistas costumam medir a toxicidade com base em uma dosagem letal. E ainda assim a poluição pode devastar a ecologia em concentrações muito mais baixas, Herbst explicou. Efeitos crônicos, como redução do crescimento e reprodução, pode eliminar espécies de uma área ao longo do tempo sem realmente matar nenhum indivíduo.

p Dada a variedade de toxinas, os pesquisadores decidiram por outro padrão de toxicidade:a unidade de critério. Eles definiram 1 unidade de critério (CU) como a concentração de uma toxina que produziu efeitos adversos no crescimento e reprodução dos organismos de teste. Embora a variedade de respostas torne a UC uma aproximação, provou ser uma métrica surpreendentemente robusta.

p A concentração em 1 UQ varia de substância para substância. Por exemplo, os pesquisadores usaram um valor de 7,1 microgramas de cobalto por litro de água como um limite tóxico para a vida aquática. Então, 7,1 μg / L é igual a 1 CU de cobalto. Enquanto isso, 150 μg / L de arsênio impediu os invertebrados de viverem suas melhores vidas, então 150 μg / L foi definido como 1 CU de arsênio.

p Esta abordagem permitiu aos cientistas comparar e combinar os efeitos de toxinas completamente diferentes, fornecendo uma validação de como a toxicidade total poderia ocorrer na natureza. Então, 7,1 μg / L de cobalto por si só, ou 150 μg / L de arsênio por si só, ou mesmo uma combinação de 3,55 μg / L de cobalto mais 75 μg / L de arsênio, todos produzem uma unidade de critério cumulativo (CCU) de 1, o que significa problemas semelhantes para criaturas aquáticas, seja como for.

p Este efeito combinado provou ser crítico para a compreensão das implicações do mundo real da poluição da mineração porque os animais são expostos a muitas toxinas de uma vez. "Você precisa considerar esses metais juntos, não individualmente, ao avaliar o limite de toxicidade em uma configuração de campo, "Herbst disse.

p Portanto, apesar da variedade de metais em diferentes locais, expressando toxicidade em unidades de critérios cumulativos, os cientistas podiam comparar os rios. Quando a toxicidade total atinge 1 CCU, a diversidade de invertebrados se desfaz.

p Julgando seus esforços

p A equipe agora tinha seus sujeitos (invertebrados aquáticos) e uma forma simples de medir a poluição (a unidade de critérios cumulativos). Eles também tinham mais de 20 anos de dados de campo de quatro bacias hidrográficas onde as limpezas do Superfund estavam em andamento. Eles usaram riachos não poluídos perto de cada rio como uma linha de base para avaliar o quão bem a restauração estava ocorrendo.

p Os autores descobriram que esses projetos foram capazes de restaurar rios às condições naturais próximas em 10 a 15 anos. Foi uma surpresa maravilhosa. "Independentemente do fato de haver diferentes poluentes de mineração, diferentes formas de remediar o problema e diferentes tamanhos de fluxo, todos os projetos tiveram resultados bem-sucedidos, "Herbst disse.

p Grande parte da recuperação aconteceu nos primeiros anos de tratamento, ele adicionou. Uma vez que as condições são piores no início, mesmo um pequeno esforço fará uma grande diferença.

p "A outra parte surpreendente foi o grau de comunalidade nas respostas, apesar dos diferentes contaminantes e práticas de remediação, "Herbst disse. A taxa de recuperação, ordem em que as espécies retornaram (com base em características compartilhadas), e até mesmo o cronograma de longo prazo foi semelhante em todos os quatro rios. These promising results and shared paths suggest that even daunting environmental problems can be solved with proper effort and investment.

p Lessons and loose ends

p Remediation at the four sites in California, Colorado, Idaho and Montana is ongoing. Many interventions, like treating acidic water with lime, require continuous attention. Contudo, efforts like replacing contaminated soil, setting up microbial bioreactors and revegetating excavated and riparian areas will hopefully make remediation self-sustaining.

p And a self-sustaining solution is the goal, because these sites can become inaccessible at certain times of year, leading to variable levels of pollution. Por exemplo, snow prevents access to the Leviathan mine in winter, so remediation can occur only between spring and fall. The spring snowmelt also dissolves more metals, creating worse conditions than during drier times at the beginning of autumn.

p Herbst plans to revisit the seasonal aspects of remediation in future research. As for now, he thinks that other abandoned mines should implement remediation and monitoring practices to evaluate the success of restoration.

p These exciting discoveries would have been impossible without long-term monitoring at the four locations. "You seldom get monitoring studies of restoration projects that last more than a couple of years, " Herbst said, "which is really a shame because most of them don't show any kind of response over that short a period of time."

p And the only reason Herbst and his colleagues had these datasets was because they invested the time and resources themselves. "A lot of it is due to the dedication of individual researchers to these projects, " he said. "There are other players that come and go along the way, but as long as there's some dedicated researcher collecting this data then it will be there in the future for us to base decisions on."

p Aside from the importance of long-term monitoring, the message Herbst hopes the EPA and industry embrace is that we can't apply water quality standards for toxic metals individually. "We must be applying them collectively according to how they're acting together, " ele disse.

p Even if individual contaminants are under the required limits, their combined effect could be well over what wildlife can handle. The concept of cumulative criteria units provides a really simple way to account for this:If eight toxins in a stream are all at half of their CU value, they still add up to 4 CCUs.

p Bottom line:There is reason to celebrate. "We're able to demonstrate through this research that these programs can be successful even for the biggest of problems, " Herbst said, "which is exactly what Superfund projects are intended to fix."