Decenni di attività minerarie nel sud della Virginia Occidentale hanno riempito i corsi d'acqua di contaminanti chimici. Uno studio ha scoperto che i ragni che mangiano la loro normale dieta di insetti di torrente ingeriscono i contaminanti a livelli che potrebbero essere tossici per altri animali lungo la catena alimentare. Credito:Duke University
Dagli anni '80, un vasto complesso minerario per la rimozione della cima di una montagna nel sud della Virginia occidentale ha dilavato sostanze inquinanti, come il selenio, nei torrenti vicini a livelli ritenuti non sicuri per la vita acquatica.
Ora, anche se la miniera è chiusa, i ricercatori hanno anche scoperto alte concentrazioni di selenio negli insetti dei torrenti quando volano fuori dall'acqua e nei ragni che li mangiano lungo le rive, un'indicazione che il contaminante si sposta dall'acqua alla terra mentre risale la catena alimentare.
Lo studio mostra come "molti contaminanti dei corsi d'acqua escono dall'acqua e sfidano la gravità, " ha detto la co-autrice Emily Bernhardt, un biologo della Duke University che studia da 10 anni l'impatto dell'estrazione mineraria in montagna sulla regione.
I ricercatori hanno esaminato 23 corsi d'acqua nello spartiacque del fiume Mud, una rete di ruscelli e ruscelli che si snodano attraverso il ripido terreno boscoso nella contea di Lincoln, Virginia dell'ovest. Lo spartiacque capita anche di drenare il 9, Miniera di carbone Hobet 21 di 900 acri, una delle più grandi operazioni minerarie di rimozione della cima delle montagne negli Appalachi.
Per tre decenni fino alla sua chiusura nel 2015, l'operazione mineraria ha fatto saltare le cime delle montagne per raggiungere il carbone sottostante e ha spinto la roccia residua nelle valli vicine, seppellendo ruscelli sotto centinaia di piedi di macerie.
Il deflusso dell'acqua da questi rifiuti minerari contiene oligoelementi naturali come il selenio e altre sostanze disciolte.
In uno studio precedente, Bernhardt e colleghi hanno riscontrato un aumento del selenio e di altri oligoelementi nei campioni di acqua prelevati immediatamente a valle dei siti minerari nello spartiacque del fiume Mud.
Il nuovo studio, pubblicato sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali , ha osservato come il selenio si muove attraverso le reti trofiche una volta entrato nell'acqua.
La prima autrice Laura Naslund ha condotto la ricerca come parte della sua tesi di laurea con lode nel laboratorio Bernhardt. Oltre due anni, ha testato l'accumulo di selenio nella melma verdastra che cresce sulle rocce nel letto del torrente, o biofilm, che servono da cibo per effimere e altri insetti di torrente.
Ha anche misurato il selenio negli insetti del torrente mentre uscivano dall'acqua per accoppiarsi, e nei ragni in agguato sugli argini perché gli sfortunati insetti cadano nelle loro tele.
I ricercatori della Duke University hanno trovato alti livelli di selenio negli insetti acquatici e nei ragni che se ne nutrono a valle di un importante sito di estrazione del carbone nel sud della Virginia Occidentale. Credito:Jacqueline Gerson, Duke University
Il selenio può essere 1000 volte più concentrato nei biofilm che nell'acqua circostante. È ulteriormente concentrato quando i biofilm ricchi di selenio diventano cibo per gli insetti acquatici che pascolano in libertà, fino a livelli potenzialmente tossici nei loro tessuti.
I risultati del team mostrano che più terra minata c'era a monte, più selenio c'era nei biofilm in streaming. E più selenio hanno trovato nei biofilm, più hanno trovato negli insetti acquatici e nei ragni che mangiano gli insetti.
Gli insetti dei torrenti provenienti da siti estratti avevano concentrazioni di selenio cinque volte superiori rispetto ad altri siti.
Le concentrazioni di selenio negli insetti e nei loro predatori di ragni provenienti dai corsi d'acqua estratti erano pari a 95 e 26 parti per milione, rispettivamente, troppo alto per essere considerato sicuro da mangiare per gli uccelli, e alcuni dei livelli più alti registrati per i tessuti animali.
Lo spartiacque del fiume Mud non è un esempio isolato, ha detto Bernhardt. Precedenti studi hanno trovato alti livelli di selenio nel deflusso dell'acqua dalle miniere di rimozione della cima delle montagne negli Appalachi centrali, anche decenni dopo la chiusura delle miniere.
Mentre le concentrazioni di selenio erano più alte negli insetti e nei ragni raccolti a valle di aree fortemente minate, Naslund ha detto che anche un corso d'acqua privo di contaminazione aveva ragni ricchi di selenio sulle sue sponde, suggerendo che gli insetti che volano fuori dai corsi d'acqua minati possono trasportare inquinanti anche nei siti puliti.
Lo studio mostra che una volta che i contaminanti minerari si riversano nei torrenti, "è difficile rimettere il dentifricio nel tubetto, " disse Naslund, attualmente studente di dottorato presso l'Università della Georgia.
