By 发表: 2024年4月23日

气温升高导致铜的价格稳步上升, 受酸性岩石排水影响的科罗拉多山溪水中的锌和硫酸盐. 在过去的30年里,这些金属在高山溪流中的浓度大约翻了一番, 一项新的研究发现,提出了对生态系统、下游水质和采矿补救的关注.

氧化铁污染了科罗拉多州西南部上东曼科斯河的河床, 受酸性岩石排水影响的高山溪流. 锌的浓度, 科罗拉多高海拔河流中的铜和硫酸盐含量翻了一番, 比如上东区的曼科斯, 地下水流经富含金属硫化物的基岩的地方, 根据一项将这种趋势与气候变化联系起来的研究. 摄影:安德鲁·曼宁.

氧化铁污染了科罗拉多州西南部上东曼科斯河的河床, 受酸性岩石排水影响的高山溪流. 锌的浓度, 科罗拉多高海拔河流中的铜和硫酸盐含量翻了一番, 比如上东区的曼科斯, 地下水流经富含金属硫化物的基岩的地方, 根据一项将这种趋势与气候变化联系起来的研究. 摄影:安德鲁·曼宁.

基岩的自然化学风化作用是酸度和金属含量上升的来源, 但这一趋势的最终驱动因素是气候变化, 报告发现.

“重金属对生态系统是一个真正的挑战,主要作者安德鲁·曼宁说, 一位美国地质调查局的地质学家.S. 丹佛地质调查局. “有些有毒. 赌博平台看到区域性的, 铜和锌在统计上的显著趋势, 这两种关键金属是科罗拉多州的常见问题. 它并不含糊,也不小.”

这项研究发表在 水资源研究, AGU的同行评议杂志,发表赌博十大平台排行地球水的运动和管理的原创研究.

虽然温度升高与硫化物风化作用的耦合机理仍是一个有待研究的问题, 新的结果表明,曾经被冰封住的岩石的暴露是最大的嫌疑, 曼宁说. 在过去的几年里,突然出现的“生锈的北极河流”从永久冻土融化的地区流出,可能也是同样的过程, 放大.

科罗拉多布满了富含金属硫化物的基岩. 光亮硫化铁, 对许多科罗拉多人来说,这是愚蠢的黄金, 或黄铁矿, 这些硫化物矿物中最常见的是什么, 但铜, 锌和其他金属硫化物也很常见.

暴露在空气中会氧化基岩中的金属硫化物, 将金属释放到地下水中, 哪些流入地表溪流. 河床中的锈红色沉积物是硫化铁氧化的明显标志. 硫化物还会使水酸化,从而加速风化. 一些高山溪流的pH值低至3或4.

这项研究利用了40年来的水化学数据, 2021年从所有地点采集最终样本, 来自17个流域的22条源头溪流,这些河流天然酸性和富含金属,足以限制水生植物和动物. 采样点在3个以上,000米(10米),000英尺)的海拔,包括原始的混合, 未被开发的地区和历史上被开采过的地方, 但是让它单独存在50到100年.

“关键是最近没有采矿或修复工作,”曼宁说. “这些流域只是坐在那里,对气候没有任何反应.”

温暖干燥的山脉

30多年来,我一直在研究狄龙附近的斯内克河上游锌含量的增加和pH值的降低,并怀疑类似的变化也发生在科罗拉多矿带. 事实确实如此,这令人警醒. 
——黛安·麦克奈特

从7月中旬到11月对山间溪流进行采样, 横跨夏末和秋季的低流量期. 附近河流测量仪的长期流量记录显示,随着气温升高和积雪减少,河流流量一直在减少, 这表明较小的水量可以解释较高的金属浓度.

但曼宁和他的同事们发现,水的减少只能解释他们观察到的一半影响. 以达到他们所看到的浓度, 山脉将金属和硫酸盐以更快的速度排入溪流.

当这些富含金属的山涧流入更大的河流时, 额外金属负荷的作用被稀释了, 研究人员指出.

“我不认为这对下游低海拔地区的主要城市或农业用户来说是一个大危险信号,曼宁说。, “但赌博平台的一些山区社区只在离这些矿化溪流不远的地方取水.“以帮助减轻水质风险, 管理人员可以从预先了解哪些金属进入流通中获益, 以及它们增长的地点和速度, 曼宁说.

这些山间溪流中更多的金属和酸性物质也可能影响到如何将有限的资金投入到修复那些因历史采矿而改变的地方的决策, 以及在哪里储存鱼类以造福旅游业.

局部案例,全局模式

科罗拉多州的流域就是一个典型的例子,因为基岩中金属硫化物的含量异常丰富, 曼宁说, 但科学家们正在观察世界各地山间溪流中更细微的硫酸盐浓度上升. 这项新研究首次在统计上将硫化物加速风化与整个地区的大规模气温上升联系起来.

“我一直在研究这些 在斯内克河上游锌含量增加,pH值降低 并怀疑类似的变化也发生在整个科罗拉多矿带,研究的合著者说 黛安·麦克奈特他是INSTAAR研究员和工程学杰出教授. “事实确实如此,这令人警醒. 但是,这对于了解如何推进废弃矿区修复和保护下游生态系统的规划也很重要.”

研究发现,在海拔最高、最冷的山间溪流中,金属含量的增加幅度最大. 曼宁说,这种模式表明地下冰正在融化. 科罗拉多州海拔最高的地区年平均气温接近零摄氏度(32华氏度)。, 把它们放在永久冻土的边界条件下. 自1980年以来,一些峰值的温度已经超过了冰点.

“冰就像盔甲. 融化它,你就创造了一个窗口,让地下水进入几千年来没有水和氧气的岩石, 它会很快开始氧化,曼宁说。.

其他可能的机制是,地下水位下降,新鲜岩石暴露在空气中,岩石冰川融化,释放出储存在冰中的浓缩金属. 湿地会积聚金属,当水在干旱期后返回时,可能会释放出爆裂物. 该研究没有发现金属浓度上升的速度与湿地的存在之间的相关性, 岩石冰川或与地下水位下降有关的因素, 尽管这些可能在其他地区发挥作用. 但所有这些可能的机制都是气候变化的结果.

曼宁说:“除了气候变化信号之外,没有其他合乎逻辑的解释。. “没有别的东西能普遍到达所有这些流域.”

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