Potoci sa velikim brojem veza sa plitkim tokovima podzemnih voda imaju veću mikrobnu raznolikost i efikasniji su u sprečavanju toksičnih oblika metala — često proizvoda uzvodnog rudarenja — da uđu i budu transportovani nizvodno. Ovi tokovi su takođe bolji u detoksikaciji onih metala koji su već prisutni.
Pod povoljnim uslovima, zona koja oblaže kanal potoka čuva hranljive materije i kiseonik koji zadovoljavaju nutritivne i respiratorne potrebe lokalnih beskičmenjaka i riba. Ta zona služi i kao filter u kome hemijski procesi i mikrobi smanjuju toksičnost i pokretljivost metala.
Međutim, istraživači su otkrili da kada zagađivači povezani sa rudarstvom uđu u tok, oni smanjuju kapacitet filtracije ove reaktivne zone. To je zato što prilivi kisele, metalima bogate napuštene rudničke drenaže stvaraju mineralnu barijeru bogatu gvožđem – značajnu po svojoj boji rđe – koja blokira ulazak vode iz potoka u korito potoka, gde dolazi do filtracije.
Ta barijera smanjuje raznolikost vrsta mikroorganizama koji naseljavaju korito potoka, a vrste mikroorganizama koji uspevaju u ovim uslovima pretvaraju metale rastvorene u vodi u minerale koji dodatno začepljuju kanal potoka, ograničavajući razmenu hranljivih materija između toka i podzemnih voda ispod. to.
„Ovo je bio važan nalaz jer je nedostatak razmene između toka i podzemnih voda takođe sprečio da ovaj tok služi kao prirodni filter za toksične metale“, rekla je autorka dopisnica Beth Hoagland, dr, geohemičar u S.S. Papadopulos & Associates, Inc., Rockville, Md. „Metali kao što su aluminijum i bakar akumulirani u ovom toku do nivoa koji su štetni za vodene vrste.“
Istraživanje je sprovedeno u dva toka u planinama San Huan u jugozapadnom Koloradu, regionu u kome je ekstenzivno rudarstvo počelo kasnih 1800-ih koje je trajalo više od jednog veka. Region je sada superfund lokacija američke Agencije za zaštitu životne sredine, poznata kao Bonita Peak Mining District.
„Naše istraživanje naglašava dinamičku interakciju između hidrologije, geohemije i mikrobiologije na interfejsu podzemne vode i površinske vode kiselih tokova drenaže rudnika“, rekao je Hoagland.
Potoci, kao što je Cement Creek, koji primaju tokove iz napuštenih rudnika, posebno su podložni tome da postanu kiseli i sadrže toksične nivoe metala koji su štetni za ribe, beskičmenjake i druge biote koji žive u toku ili su u interakciji sa njim. U takvim tokovima razmena između podzemnih i potočnih voda je ograničena zbog veće koncentracije rastvorenog metala, koji začepljuje veze dva izvora vode. To i veća kiselost rezultiraju niskom raznovrsnošću mikrobiote.
Jedna od prednosti istraživanja je da pokaže koji uslovi toka smanjuju nivoe toksičnih metala kao što su aluminijum, kadmijum, arsen i cink koji se transportuju nizvodno. Istraživanje takođe pokazuje da potoci koji imaju obilje razmene između potočne vode i plitkih podzemnih voda mogu sadržati mikroorganizme koji smanjuju oslobađanje toksičnih oblika metala u nizvodne ekosisteme, kaže Hoagland.
„Ovo otkriće može pomoći regulatorima i naučnicima da razviju strategije sanacije koje će poboljšati ovu funkciju toka“, rekao je Hoagland, „na taj način smanjujući toksično opterećenje metala iz rudarskog otpada“.
