由达特茅斯大学牵头进行的一项研究发现，在热带地区河流及其附近开采黄金和矿产正在使49个国家的水道退化。该研究结果发表在今天（8月23日）出版的《自然》杂志上，是首次在全球范围内对河流采矿及其水文影响进行的实际调查。
秘鲁马德雷德迪奥斯拉潘帕地区的浅矿池淹没了以前的河流系统。池塘的颜色反映了金矿开采停止后悬浮沉积物和藻类的生长情况。图片来源：Jason Houston 拍摄（iLCP Redsecker 响应基金/CEES/CINCIA）
河道采矿通常涉及密集挖掘，导致森林砍伐和水土流失加剧。大部分挖掘出的物质被排放到河流中，破坏了附近和下游生态系统中的水生生物。这些无机沉积物，包括粘土、淤泥和沙粒，以"悬浮沉积物"的形式被河流携带，将采矿对环境的影响传递到下游。先前的研究报告指出，这些悬浮沉积物还可能携带毒素，如河流采矿过程中使用的汞，从而进一步影响水质，对人类健康和环境造成危害。
第一作者埃文-德蒂尔（Evan Dethier）是西方学院的一名助理教授，他在达特茅斯大学担任博士后研究员期间参与了这项研究。Dethier 拥有达特茅斯大学瓜里尼研究生和高级研究学院的地球科学博士学位和硕士学位，他表示，"在整个热带地区开采金矿和河流造成的河流退化是一个全球性危机"。
如需通过卫星图像观看缅甸河流采矿影响的延时图，请访问 Dethier 的 GitHub 网站：
在秘鲁马德雷德迪奥斯拉潘帕地区，曾经有一条溪流穿过雨林，浅浅的矿池占据了这里的大部分景观。现在，退化的溪流将这些采矿池的废泥沙带到下游。图片来源：Jason Houston 拍摄（iLCP Redsecker 响应基金/CEES/CINCIA）
研究透视： 近距离观察河流采矿
在研究的最初部分，Dethier 和其他研究人员对 1984 年至 2021 年期间热带地区的河流采矿进行了全面分析。他们分析了来自媒体和文献、矿业公司报告、社交媒体的信息，以及通过美国国家航空航天局/美国地质调查局大地遥感卫星计划获得的大地遥感卫星5号和7号卫星图像和哨兵-2号数据，以及来自公共来源的航空图像。他们对世界各地的河流进行了 750 多万次测量，以绘制矿区、森林砍伐和沉积物影响图。他们还确定了采矿地点的目标矿物。
结果显示，在热带地区的 49 个国家中，大约有 400 个采矿区。超过 80% 的矿区位于南美洲、非洲、亚洲和大洋洲赤道 20 度范围内。
研究小组发现，采矿业在 21 世纪出现了大幅增长，其中 60% 的矿区是在 2000 年之后出现的，46% 的矿区是在 2006 年之后出现的，当时正值全球金融危机。即使在 COVID-19 大流行期间，采矿活动仍在继续增加。
因 21 世纪采矿热潮而改变的河流。图片来源：Evan Dethier 提供
对河流系统的影响
在研究的第二部分，研究人员评估了采矿作业对 173 条受影响热带河流中悬浮沉积物数量的影响程度。为了利用大地遥感卫星数据检测悬浮泥沙的迁移情况，研究小组采用了他们在过去七年中开发的算法。
数据显示，全球有超过3.5万公里的热带河流受到金矿和矿产开采的影响。在全球 50 万公里的热带河流中，约有 6% 的长度受到此类采矿的影响。
此外，与采矿前的水平相比，采矿导致 173 条河流中 80% 的悬浮泥沙浓度增加了一倍。
德西埃说："这些热带河流从全年清澈或至少部分河段清澈，变成泥沙淤塞或全年浑浊。我们发现，几乎每一个采矿区都有悬浮泥沙向下游传播，平均而言，距离采矿区本身至少有 150 到 200 公里（93 到 124 英里），而向下游传播的距离则长达 1200 公里（746 英里），这几乎相当于从缅因州班戈到弗吉尼亚州里士满的距离。"
有 30 个国家既有活跃的河道采矿作业，也有宽度超过 50 米的大型热带河流。在这些国家中，平均有 23% 的大河长度受到采矿的影响。在一些国家，这些大河总长度的 40% 以上受到采矿的影响，其中包括法属圭亚那（57%）、圭亚那（48%）、科特迪瓦和塞内加尔（40%）。
这项研究还包括非洲的刚果河、亚洲的伊洛瓦底江、大洋洲的卡普阿斯河以及南美洲的亚马逊河和马格达莱纳河。
生态影响和前进方向
资深作者、达特茅斯大学环境研究助理教授戴维-卢茨（David Lutz）说："这些热带河流系统中有许多都是生物多样性非常丰富的地方，甚至可以说是地球上生物多样性最丰富的地方，但目前对它们的研究仍然不足。"这里的挑战在于，有许多物种可能在我们知道它们存在之前就已经灭绝了"。
为了评估热带地区河流采矿对生态的影响，研究小组研究了美国和其他地方使用的环境管理准则，并将这些标准应用到他们的数据中。
他们发现，自采矿开始以来，研究中三分之二的河流在90%或更多的日子里超过了保护鱼类的浑浊度准则，这意味着河流的浑浊度高于建议值。"卢茨说："当河流和溪流中的悬浮泥沙含量较高时，鱼类就无法看到自己的猎物或捕食者，它们的鳃可能会被泥沙窒息而受损，从而导致疾病甚至死亡。"
合著者安德鲁-萨宾家族基金会保护生物学教授、维克森林大学亚马逊科学创新中心（CINCIA）主席迈尔斯-西尔曼（Miles Silman）说："我们团队之前的工作已经报道了金矿开采如何毒害野生动物和人类，从而成为秘鲁亚马逊马德雷德迪奥斯地区的一个问题。虽然金矿开采有很大的潜力让人们摆脱贫困，尤其是在偏远的热带边境地区，但现在的开采方式却因环境恶化、汞污染以及腐败和犯罪网络而付出了巨大的社会代价"。
虽然黄金是采矿者的主要目标，占采矿点的近 80% 或更多，但在非洲中部和中西部，特别是在安哥拉、刚果民主共和国和喀麦隆，沿河采矿使钻石成为热带地区第二大矿产。此外，还开采其他贵重矿物。在东南亚，印度尼西亚、菲律宾和马来西亚开采镍矿。
钴、钶钽铁矿、钨和钽铁矿等许多用于手机和电动汽车电池以及电子产品的矿产都是在刚果民主共和国开采的。德西埃说："随着我们从化石燃料向清洁能源过渡，这些矿产变得越来越有必要。因此，这是一个需要跟踪的重要领域。"
合著者呼吁政府政策制定者与利益相关者合作，帮助减轻采矿对热带河流造成的环境和社会影响，因为在可预见的未来，采矿很可能会继续下去。