Kun Kaakkois-Wisconsinin juomavesikaivoista löydettiin korkeita pitoisuuksia hivenainemolybdeeniä (mah-LIB-den-um), alueen lukuisat kivihiilen tuhkan loppusijoituspaikat näyttivät olevan todennäköinen saastumisen lähde.

Mutta jotkut Duken yliopiston ja Ohion osavaltion yliopiston tutkijoiden johtamat hienojakoiset etsivätyöt ovat paljastaneet, että lammet, jotka sisältävät voimalaitoksissa poltetun hiilen jäämiä, eivät ole saastumisen lähde.

Se on sen sijaan peräisin luonnollisista lähteistä.

"Oikeuslääketieteellisiä isotooppisia "sormenjälkiä" ja ikääntymismenetelmiä käyttäviin testeihin perustuen tuloksemme tarjoavat riippumatonta näyttöä siitä, että kivihiilen tuhka ei ole veden saastumisen lähde", sanoi Avner Vengosh, geokemian ja vedenlaadun professori Duke's Nicholas School of the School of. ympäristö.

"Jos tämä molybdeenirikas vesi olisi tullut kivihiilen tuhkan huuhtoutumisesta, se olisi suhteellisen nuori, koska se on ladattu uudelleen alueen pohjavesikerrokseen kivihiilen tuhkakertymistä pinnalla vain 20 tai 30 vuotta sitten", Vengosh sanoi. "Sen sijaan testimme osoittavat, että se tulee syvältä maan alla ja on yli 300 vuotta vanha."

Testit paljastivat myös, että saastuneen veden isotooppisormenjälki – sen tarkat boorin ja strontiumin isotooppien suhteet – eivät vastanneet hiilen palamisjäännösten isotooppisia sormenjälkiä.

Nämä löydökset "irrottavat" molybdeenin hiilen tuhkan loppusijoituspaikoista ja sen sijaan viittaavat siihen, että se on seurausta luonnollisista prosesseista, jotka tapahtuvat akviferin kivimatriisissa, sanoi Jennifer S. Harkness, tohtoritutkija Ohion osavaltiosta, joka johti tutkimusta osana. hänen väitöskirjansa Duke.

Tutkijat julkaisivat vertaisarvioidun artikkelinsa tässä kuussa Environmental Science & Technology -lehdessä.

Pienet määrät molybdeenia ovat välttämättömiä sekä eläimille että kasveille, mutta ihmiset, jotka nauttivat sitä liikaa, ovat vaarassa saada ongelmia, kuten anemiaa, nivelkipuja ja vapinaa.

Jotkut Kaakkois-Wisconsinissa testatuista kaivoista sisälsivät jopa 149 mikrogrammaa molybdeeniä litrassa, mikä on hieman yli kaksinkertainen Maailman terveysjärjestön turvallisen juomatason standardiin verrattuna, joka on 70 mikrogrammaa litrassa. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto asettaa rajan vieläkin alhaisemmaksi, 40 mikrogrammaa litrassa.

Uuden tutkimuksen suorittamiseksi Harkness ja hänen kollegansa käyttivät rikosteknisiä merkkiaineita määrittääkseen boorin ja strontiumin isotooppien suhteet kussakin vesinäytteessä. He mittasivat myös kunkin näytteen tritium- ja heliumin radioaktiiviset isotoopit, joilla on tasainen hajoamisnopeus ja joita voidaan käyttää arvioimaan näytteen ikää tai "viipymisaikaa" pohjavedessä. Yhdistämällä nämä kaksi löydössarjaa tutkijat pystyivät koottamaan yksityiskohtaista tietoa pohjaveden historiasta, mukaan lukien milloin se ensimmäisen kerran tunkeutui pohjavesikerrokseen ja minkä tyyppisten kivien kanssa se oli ollut vuorovaikutuksessa ajan mittaan.

"Tämä analyysi paljasti, että runsasmolybdeenipitoinen vesi ei ollut peräisin pinnalla olevista kivihiilen tuhkakertymistä, vaan pikemminkin pohjavesikerroksen matriisin molybdeenipitoisista mineraaleista ja syvän pohjavesikerroksen ympäristöolosuhteista, jotka mahdollistivat tämän molybdeenin vapautumisen pohjavesi", Harkness selitti.

"Ainutlaatuista tässä tutkimusprojektissa on se, että se yhdistää kaksi eri menetelmää - isotooppiset sormenjäljet ​​ja ikääntyminen - yhdeksi tutkimukseksi", hän sanoi.

Vaikka tutkimus keskittyi Wisconsinin juomavesikaivoihin, sen löydökset ovat mahdollisesti sovellettavissa muille alueille, joilla on samanlainen geologia.

Thomas H. Darrah, Ohion osavaltion maatieteiden apulaisprofessori, on Harknessin post doc-neuvoja Ohion osavaltiossa ja oli uuden tutkimuksen toinen kirjoittaja.