Lorsque des niveaux élevés d'oligo-élément molybdène (mah-LIB-den-um) ont été découverts dans des puits d'eau potable du sud-est du Wisconsin, les nombreux sites d'élimination des cendres de charbon de la région semblaient être une source probable de contamination.

Mais un travail de détective approfondi mené par des chercheurs de l'Université Duke et de l'Université d'État de l'Ohio a révélé que les étangs, qui contiennent les résidus de charbon brûlé dans les centrales électriques, ne sont pas la source de la contamination.

Il provient plutôt de sources naturelles.

"Basés sur des tests utilisant des techniques d'empreintes isotopiques et de datation de l'âge, nos résultats offrent des preuves indépendantes que les cendres de charbon ne sont pas la source de contamination de l'eau", a déclaré Avner Vengosh, professeur de géochimie et de qualité de l'eau à la Nicholas School of Duke de Duke. l'Environnement.

"Si cette eau riche en molybdène provenait de la lixiviation des cendres de charbon, elle serait relativement jeune, ayant été rechargée dans les eaux souterraines de la région à partir de dépôts de cendres de charbon en surface il y a seulement 20 ou 30 ans", a déclaré Vengosh. "Au lieu de cela, nos tests montrent qu'il provient des profondeurs du sous-sol et qu'il a plus de 300 ans."

Les tests ont également révélé que l'empreinte isotopique de l'eau contaminée (ses rapports précis d'isotopes de bore et de strontium) ne correspondait pas aux empreintes isotopiques des résidus de combustion du charbon.

Ces résultats « dissocient » le molybdène des sites d'élimination des cendres de charbon et suggèrent plutôt qu'il est le résultat de processus naturels se produisant dans la matrice rocheuse de l'aquifère, a déclaré Jennifer S. Harkness, chercheuse postdoctorale à l'Ohio State qui a dirigé l'étude dans le cadre de l'étude. de sa thèse de doctorat à Duke.

Les chercheurs ont publié ce mois-ci leur article évalué par des pairs dans la revue Environmental Science & Technology.

De petites quantités de molybdène sont essentielles à la vie animale et végétale, mais les personnes qui en ingèrent trop courent le risque de problèmes tels que l'anémie, des douleurs articulaires et des tremblements.

Certains des puits testés dans le sud-est du Wisconsin contenaient jusqu'à 149 microgrammes de molybdène par litre, soit un peu plus du double de la norme de sécurité potable de l'Organisation mondiale de la santé, qui est de 70 microgrammes par litre. L'Agence américaine de protection de l'environnement fixe la limite encore plus bas, à 40 microgrammes par litre.

Pour mener la nouvelle étude, Harkness et ses collègues ont utilisé des traceurs médico-légaux pour déterminer les rapports entre les isotopes du bore et du strontium dans chacun des échantillons d'eau. Ils ont également mesuré les isotopes radioactifs du tritium et de l'hélium de chaque échantillon, qui ont des taux de désintégration constants et peuvent être utilisés pour évaluer l'âge d'un échantillon, ou « temps de séjour » dans les eaux souterraines. En intégrant ces deux ensembles de résultats, les scientifiques ont pu rassembler des informations détaillées sur l’histoire des eaux souterraines, y compris la date à laquelle elles ont infiltré l’aquifère pour la première fois et les types de roches avec lesquelles elles ont interagi au fil du temps.

"Cette analyse a révélé que l'eau riche en molybdène ne provenait pas de dépôts de cendres de charbon en surface, mais résultait plutôt de minéraux riches en molybdène dans la matrice de l'aquifère et des conditions environnementales de l'aquifère profond qui ont permis la libération de ce molybdène dans l'aquifère. eaux souterraines », a expliqué Harkness.

« Ce qui est unique dans ce projet de recherche, c'est qu'il intègre deux méthodes différentes – les empreintes isotopiques et la datation de l'âge – dans une seule étude », a-t-elle déclaré.

Bien que l’étude se soit concentrée sur les puits d’eau potable du Wisconsin, ses conclusions sont potentiellement applicables à d’autres régions présentant des géologies similaires.

Thomas H. Darrah, professeur agrégé de sciences de la terre à l'Ohio State, est le conseiller postdoctoral de Harkness à l'Ohio State et a été co-auteur de la nouvelle étude.