Когато бяха открити високи нива на микроелемента молибден (mah-LIB-den-um) в кладенци за питейна вода в югоизточен Уисконсин, многобройните депа за пепел от въглища в региона изглеждаха вероятен източник на замърсяване.

Но някои фини детективски дейности, водени от изследователи от университета Дюк и щатския университет в Охайо, разкриха, че езерата, които съдържат остатъците от въглища, изгорени в електроцентрали, не са източникът на замърсяване.

Вместо това произлиза от естествени източници.

„Въз основа на тестове, използващи криминалистични изотопни „пръстови отпечатъци“ и техники за възрастово датиране, нашите резултати предлагат независимо доказателство, че въглищната пепел не е източникът на замърсяване във водата“, каза Авнер Венгош, професор по геохимия и качество на водата в Duke's Nicholas School of околната среда.

„Ако тази богата на молибден вода беше дошла от излужването на въглищна пепел, тя щеше да е сравнително млада, след като беше презаредена в подпочвения водоносен хоризонт на региона от отлаганията на въглищна пепел на повърхността само преди 20 или 30 години“, каза Венгош. „Вместо това нашите тестове показват, че идва от дълбоко под земята и е на повече от 300 години.“

Тестовете също така разкриха, че изотопният пръстов отпечатък на замърсената вода - точните съотношения на изотопи на бор и стронций - не съвпада с изотопния пръстов отпечатък на остатъците от изгаряне на въглища.

Тези констатации „отстраняват връзката“ на молибдена от депата за въглищна пепел и вместо това предполагат, че това е резултат от естествени процеси, протичащи в скалната матрица на водоносния хоризонт, каза Дженифър С. Харкнес, постдокторантски изследовател в щата Охайо, който ръководи проучването като част на нейната докторска дисертация в Дюк.

Изследователите публикуваха своята рецензирана статия този месец в списанието Environmental Science & Technology.

Малки количества молибден са от съществено значение както за живота на животните, така и за растенията, но хората, които поглъщат твърде много от него, са изложени на риск от проблеми, които включват анемия, болки в ставите и треперене.

Някои от кладенците, тествани в югоизточен Уисконсин, съдържат до 149 микрограма молибден на литър, малко повече от два пъти стандарта за безопасно ниво на пиене на Световната здравна организация, който е 70 микрограма на литър. Агенцията за опазване на околната среда на САЩ определя границата още по-ниска - 40 микрограма на литър.

За да проведат новото изследване, Харкнес и нейните колеги са използвали криминалистични индикатори, за да определят съотношенията на изотопи на бор към стронций във всяка от водните проби. Те също така измерват радиоактивните изотопи на тритий и хелий във всяка проба, които имат постоянни скорости на разпадане и могат да се използват за оценка на възрастта на пробата или „времето на престой“ в подпочвените води. Чрез интегрирането на тези два набора от открития учените успяха да съберат подробна информация за историята на подземните води, включително кога за първи път са проникнали във водоносния хоризонт и с кои видове скали са взаимодействали с течение на времето.

„Този ​​анализ разкри, че водата с високо съдържание на молибден не произхожда от отлагания на въглищна пепел на повърхността, а по-скоро е резултат от богати на молибден минерали в матрицата на водоносния хоризонт и условията на околната среда в дълбокия водоносен хоризонт, които позволяват освобождаването на този молибден в подпочвените води“, обясни Харкнес.

„Уникалното в този изследователски проект е, че той интегрира два различни метода – изотопни пръстови отпечатъци и възрастово датиране – в едно изследване“, каза тя.

Въпреки че проучването се фокусира върху кладенци за питейна вода в Уисконсин, неговите открития са потенциално приложими в други региони с подобна геология.

Томас Х. Дара, доцент по земни науки в щата Охайо, е постдокторантски съветник на Харкнес в щата Охайо и е съавтор на новото проучване.