在一次开创性的探险中，来自哈佛大学和亚马逊的研究人员nas州立大学开始于1999年监测水质及汞含量亚马逊河流域最大支流的污染马德拉河流域受到水电等人类活动的严重影响发电厂、森林砍伐和非法金矿开采，这些都破坏了生态系统。哈佛大学的初步结果显示，马德拉河的汞含量很高，尽管仍低于巴西当局建议的上限。掠食性鱼类的汞含量超过了建议上限，而鳞片鱼的汞含量则超过了建议上限基因有限公司河流种群的消耗量低于。
HUMAITá，巴西——当我们到达马德拉河的第一个地点时，来自亚马逊州立大学（UEA）和哈佛大学的研究人员站在voadeira（一艘铝制快艇）的船尾和船头收集样本。这艘船漂浮在巴西亚马逊州humait 市上游15公里（9.3英里）处，开始监测亚马逊河流域最大支流的水质和汞污染。
在船的周围，河豚在水里吃东西，松鼠猴在embaúbas树上跳来跳去，两个河边的人在香蕉种植园前装满了水桶。在左侧航道，一艘载满货物的渡轮经过，两艘非法采金的挖泥船逆流而上。
东英吉利大学的研究人员用七个小瓶子收集水样，这些水样将在船上和内陆实验室进行分析，他们还记录了一些用探针测量的参数，比如pH值、溶解氧和水温。
哈佛大学研究员Evan Routhier从亚马逊州Novo市Aripuan?附近的马德拉河收集水，这是巴西和美国研究人员在亚马逊中心探险的一部分。这次旅行的目的是为了收集样本监测该地区河流和鱼类的水质和汞含量。布鲁诺·凯利拍摄。
哈佛大学的研究人员除了用两个1升（2品脱）的瓶子和两个10升（21磅）的容器盛水外，还收集河床沉积物和河岸土壤。然后，我们加速到下游15公里处的下一个地点。
马德拉河在环境和经济上都是亚马逊河流域的关键。从它的源头玻利维亚安第斯山脉，延伸超过3315公里（2060英里），直到亚马逊河，世界上20个最长的水体之一。马德拉群岛横跨三个国家，面积超过142万平方公里（548265平方英里），是亚马逊流域鱼类多样性最大的家园——雨林中已知物种的60%生活在那里。巴西10%的生产通过马德拉河的水路进行，这里有两座大型水电站，约占巴西能源的7%。
在亚马逊州的马德拉群岛航行时，科学家们清楚地认识到他们研究的社会重要性。每个居民少于6万人的市镇分布在800公里（497英里）的范围内，河流人口极度依赖马德拉河及其支流提供的资源。
“我们担心水生生态系统的污染，所以我们有两个目标，”东英吉利大学化学应用技术（QAT）研究小组的科学家、生物学家阿德里亚诺·诺布雷说。“为白水河流建立水质指数，了解非法采矿者的存在对环境和公众健康的影响，以及由此导致的水和人们食用的鱼类中的汞污染。”
这是东英吉利大学和哈佛大学合作进行的第二次考察，目的是调查亚马逊河的水质和汞污染。2023年9月，一组科学家航行到大亚马逊河的第二大支流内格罗河，对其水域进行基准测试，发现河流状况良好。这次考察导致了针对亚马逊盆地黑水河流的第一个水质指数（WQI）。
然而，白水马德拉群岛面临着不同的情况。根据考察的初步结果，马德拉河沿岸的群落比内格罗多，粪便大肠菌群和氨态氮的含量更高，尽管仍远低于当局规定的最高限度。所有地点的总磷也都超过了安全水平，可能是由农业肥料造成的。
然后是汞的问题。
多年来，这条河一直是非法采矿中心。矿工使用水银从河床沉积物中提取黄金，这些沉积物通常被直接丢弃到河里。虽然这种汞不容易溶于水，而且容易沉积在河床上，但随着时间的推移，它可以与沉积物混合，释放到大气中，并通过鱼类进入食物链。
正在进行的采矿作业通常是用浮式挖泥船来搅动河床沉积物，这会加速汞污染的过程。这对河流生态系统的健康和依赖河流维持生计的当地社区构成了严重威胁。
虽然哈佛大学研究的第一批数据显示，马德拉河水中的总汞含量仍低于巴西卫生部建议的上限，但与全球其他河流相比，马德拉河的汞含量被认为是偏高的。
一艘采矿挖泥船正在马德拉河上工作。漂浮的挖泥船搅动河床沉积物，加速了汞的下沉河水受到污染。布鲁诺·凯利拍摄。
哈佛大学桑德兰实验室（Sunderland Lab）是一个致力于研究汞和PFAS等全球污染物的组织，该实验室的生物化学家埃文·鲁塞尔（Evan Routhier）说：“马德拉群岛的金矿开采汞的投入更加复杂，所以我们想看看水中的汞含量是否会受到重大影响，以及这种污染是否会转化为人们食用的鱼类。”
哈佛大学的科学家们发现，马德拉群岛的掠食性鱼类，如皮拉拉鱼（Phractocephalus hemioliopterus），体内的汞含量超过了人类食用的安全限度。在其他物种中，如jaraqui和pacu，这些水平被发现低于建议水平，但仍然需要引起公共当局的注意，并需要持续监测。
Mongabay乘坐一艘18米（60英尺）长的研究船，于2024年4月加入了穿越马德拉河的探险队，在马瑙斯和humait 之间航行了1800多公里（1118英里），历时12天。
桑德兰实验室的科学家们研究了内格罗河和马德拉河的水、河床沉积物、河岸森林土壤和当地居民最常食用的鱼类中的汞循环。亚马逊河的两条最大支流具有相反的化学特征，可以影响汞的行为，如pH值和溶解的有机碳浓度。
“马德拉有更多的社区，上游有水坝，盆地有更多的森林砍伐，这也可能导致进入系统的汞量的差异，”Routhier说。
马德拉探险也将帮助东安格利亚大学的科学家们为白水盆地开发第一个WQI。Nobre说：“该指数主要用于公共供应，需要根据流域的化学、物理和生物特征进行调整。”
在马德拉河上游航行的六天时间里，研究人员可以观察到它的复杂性：水中和森林中动物和植物的巨大多样性，河口地区水牛和牛的牧场，河流社区传统的洪泛区农业，主要河道和黑水支流的捕鱼活动，几组金矿木筏。
一名研究人员从马德拉河收集沉积物，马德拉河位于humait和manicor市之间。这条河是亚马逊河最大的支流之一，受到河边社区、采矿和水电站大坝的严重影响。布鲁诺·凯利拍摄。
一艘科考船（右）正经过马德拉河上一排非法采矿木筏。布鲁诺·凯利拍摄。
4月21日，科考船停靠在马德拉群岛亚马逊州人口最多的城市humait 。渔业是城市和农村地区6万居民中3 700人的收入来源。但在市政市场上，研究人员发现苗圃铃鼓（Colossoma macropomum）的摊位上摆满了苗圃铃鼓（Colossoma macropomum），品种很少。
“最消失的是有鳞鱼——帕库鱼、贾图瓦拉纳鱼和沙丁鱼。它们曾经是这里最传统的物种，”63岁的鱼贩Osvaldo de Araújo告诉Mongabay。“以前，我可以在五天内用独木舟钓到500公斤（1102磅）。现在，渔民们要花12天才能捕到这么多。”
2012年和2013年，两座大型水电站开始在邻近的Rond?nia州的马德拉河上运行。根据科学家的说法，大坝产生了水力脉冲，河水水位每天突然变化，影响了鱼类的迁徙模式。因此，渔业生产力丧失，许多渔民转而从事破坏森林和水生环境的非法活动：砍伐森林、掠夺土地、开采金矿。
“我们过去经常喝马德拉群岛的水，”来自humait的58岁渔民josessar Pessoa告诉Mongabay。“没有人再这么做了。居住在河岸上的人们因为没有其他资源而遭受了很大的痛苦。他们必须走很远的路到城里买水。”
Paraizinho社区位于humait 上游10公里（6.2英里）处。这个社区的33个家庭的日常生活围绕着马德拉河展开，马德拉河是交通工具、消费来源、个人卫生和洪泛区种植园灌溉的来源。
小规模农业支持着这个社区，其生产由**项目收购。然而，水力发电厂造成的不可预测的水位变化阻碍了捕鱼。如今，如果渔民想要维持生产，他们就需要前往更远的地方。
“人们正在放弃捕鱼，因为他们负担不起寻找鱼类的费用，”50岁的社区卫生代理人、帕拉济尼奥农民协会**jo o门东帕拉塔（jo o mendona）说。该协会也是当地渔民的代表。“许多人已经转向矿产开采。**不允许他们，因为这会造成影响，但他们必须支持他们的家庭，”他告诉Mongabay。
Osvaldo de Araújo， 62岁，退休渔民在humait的市场上展示他的商品。“以前，我可以在五天内用独木舟钓到500公斤（1102磅）。现在，渔民们要花12天才能捕到这么多。”Araújo说。布鲁诺·凯利拍摄。
这艘科考船在humait 和manicor 之间航行，经过距离一艘正在作业的巨大采矿筏几米远的地方。挖泥船浸在河里，把河床上的沉淀物刮掉。这些材料被送到船只二楼的垫子上，在那里，黄金如果被收集起来，将被保存在地毯上，使用水银。
哈佛大学环境科学与工程专业24岁的博士生奥利维亚·皮茨在接受Mongabay采访时表示：“有一件事让我感到惊讶，那就是有多少排放物正好被排入河中。”研究人员在采矿作业的上方和下方收集了样本。
非法金矿开采表面上发生在中马德拉地区，该地区包括humait 、manicor 和Novo Aripuan?等市。在探险之后的几个月里，联邦**在该地区的两次行动摧毁了数百艘采矿筏。
哈佛大学研究的初步数据显示，马德拉群岛的汞含量很高，尽管仍低于巴西卫生部建议的每升0.2微克的限值。Routhier在《自然》杂志上发表的一篇文章中，将其数据与全球446条河流进行了比较，发现马德拉河位于这些全球河流的前三分之一。“所以它在我们认为升高的范围内。”
该研究小组的负责人、化学家埃尔西·桑德兰（Elsie Sunderland）指出，金矿开采中使用的一些元素汞可能仍处于纯液态。当被丢弃时，金属往往会渗入河床，有时还会渗入周围地区的土壤。“我的猜测是，使用的一些汞的分布仍然很不均匀，还没有完全扩散到周围的环境中。在某种程度上，这是一个好消息，因为你还看不到广泛的影响，即使你知道活动正在发生，”桑德兰说，他是哈佛大学环境化学和行星科学教授。
然而，这并不意味着马德拉河没有严重的问题。“随着时间的推移，汞会进入河流，与沉积物混合，以气体的形式进入大气，然后你就会有一个更广泛的问题。溶解在河水中的汞使它更容易进入食物网和鱼类，”她说。疏浚会移动河床中的沉积物，使它们漂浮在水中，可能会加速这一过程。
从马尼托雷市政市场俯瞰马德拉河。布鲁诺·凯利拍摄。
一个周五的下午，许多箱装满了马德拉河沿岸的传统食物——雅拉奎斯（jaraquis），运抵了马尼科瑞斯当地的市场。59岁的渔民Ancelmo de Menezes告诉Mongabay：“水银的事情从来没有影响过我们。”“感谢上帝，这从来没有给我们带来健康问题。这里的水是经过处理的，我们去钓鱼的时候喝。我们最后不得不喝河里的水，但这是无害的。”
Ant?nio，马尼托雷渔民协会**Veiga，然而，他认为马德拉河已经受到污染，除了采矿作业之外，还有不断的渡轮交通。他告诉Mongabay说：“过去，我们习惯于处理马德拉的水并饮用它，但这种水在这座城市已经不再被饮用。”“我们有自流井，可以饮用高质量的饮用水。”
哈佛大学的研究人员在humait , manicor 和Borba收集了29条鱼。掠食性鱼类，如皮拉拉鱼和当地不食用的食人鱼，汞含量超过了每公斤1.0毫克，这是巴西当局规定的最高安全限量。在马尼托雷购买的10条雅拉奎鱼的汞含量在非掠食性鱼类的限量之内。科学家们将调查这些结果的原因——它们是由于采矿活动还是鱼类生态造成的，还是两者兼而有之。
“它们都不是很低。食肉动物会放大汞含量，汞含量太高，人们无法正常食用。桑德兰说：“但是其他的看起来可以正常食用，根据人们的食用量来制定建议会很有趣。”“监测有助于确定哪些物种可以比其他物种更频繁地消费，而不会超过以健康为基础的安全汞接触准则。这是**可以提供的建议。”
研究人员在亚马逊州博尔巴市的一个摊位上买鱼。研究结果表明，该地区的掠食性鱼类的死亡率更高汞的浓度。布鲁诺·凯利拍摄。
哈佛大学研究的下一步是分析汞循环的其他元素，包括甲基汞的水平，甲基汞是这种金属的有机形式，在鱼类体内生物积累，可能会给人类带来健康问题。
“了解汞循环对该地区非常重要，特别是甲基化倾向和社区暴露，”Routhier说。
一天早上，渔民们正在等待一群沿着Aripuan?河游来游去的马林克斯鱼，而非法矿工正在马德拉河的底部挖泥，在城市前面的一个岛屿旁寻找黄金。
Novo Aripuan?渔民协会**艾伦?德?巴罗斯（Allan de Barros）说，他认为采矿活动导致了鱼类资源的减少，加剧了水力发电厂的影响，因为采矿活动恶化了水质。他说：“我们的许多渔民都去采矿了，尤其是年轻的渔民。”“但是现在，在联邦**的行动下，很多人都回来了。”
水安全是Novo Aripuan?的首要问题，该城市腹泻住院人数在亚马逊州排名第二，每10万居民中有1,045人。官方数据显示，只有13.7%的城市污水经过处理后排入马德拉河的一条支流Aripuan?河。
每周四，西尔瓦娜·卡布拉尔（Silvana Cabral）都会从马德拉可持续发展保护区（Madeira Sustainable Development Reserve）前往Novo Aripuan?，出售她在洪漫滩农业生产的产品：香蕉、西瓜、南瓜、木薯、胡椒。这个可持续管理的保护单位96%的面积由森林组成，居民从森林中提取巴西坚果，cupuaparsu （Theobroma triflorum）和a?aí。
除了运输货物，马德拉还用于满足人们的基本需求，比如洗澡和洗碗。只要有可能，河边的居民就会从城里买水，但他们经常从河里喝。“马德拉的水被用来做任何事情，”卡布拉尔说，他是圣玛丽亚做乌鲁 社区协会的**。“我觉得这水不好。我认为它受到了严重污染。”
卡布拉尔说，在她的社区前面，每年大约有100个采矿筏聚集在一起开采黄金。“水仍然有同样的颜色和味道。但我们听说过很多关于水中的汞，它会导致各种疾病。”她说，她相信东英吉利大学和哈佛大学发起的水监测对“改善我们的人民”很重要。
亚马逊州的诺沃Aripuan?鸟瞰图，被Aripuan?河冲刷，其黑色的河水在城镇前与马德拉河汇合。图片由布鲁诺·凯利提供。
水质指标通常由9个理化和微生物参数组成。以马德拉岛为例，研究人员将添加第十种物质：汞。生物学家Nobre告诉Mongabay说：“插入这个变量将是在WQI中建立可接受限度的重要策略。”
为了开发马德拉河的指数，东安格利亚大学的研究小组在干旱季节至少需要再进行一次考察。但是第一次探测的数据已经提供了关于这个水体状况的线索。科学家们得出结论，除了汞含量外，马德拉岛是健康的——它能够应对周围人类的多重压力。
实验船一通过北新奥林达市，我们就登上沃德拉，前往活动的最后一个采样点。当我们到达最后一个点时，夜幕降临了，在这里，马德拉河每秒向亚马逊河排放3440万升（900万加仑）的水。
东英吉利大学的研究员克里斯托弗·希尔登伯格表示，穿越这些白色水域的旅程揭示了人类活动对亚马逊盆地最大支流的影响。“我仍然希望已经造成的影响能够以某种方式减轻。为了做到这一点，我们需要监控、理解和研究。”
横幅图片:哈佛大学的研究人员Evan Routhier从马德拉河收集水，马德拉河靠近humait市之间的非法采矿筏。布鲁诺·凯利拍摄。
对水质基准的研究发现亚马逊主要支流状态良好
刘敏，张强，Maavara， T.，刘树生，王晓和Raymond， P. A.（2021）。作者更正：河流是全球沿海海洋汞的最大来源。自然地球科学，14(12),956-956。doi: 10.1038 / s41561 - 021 - 00839 - 5
