Quando alti livelli dell'oligoelemento molibdeno (mah-LIB-den-um) furono scoperti nei pozzi di acqua potabile nel sud-est del Wisconsin, i numerosi siti di smaltimento delle ceneri di carbone della regione sembravano essere una probabile fonte di contaminazione.

Ma un accurato lavoro investigativo condotto da ricercatori della Duke University e della Ohio State University ha rivelato che gli stagni, che contengono i residui di carbone bruciato nelle centrali elettriche, non sono la fonte della contaminazione.

Deriva invece da fonti naturali.

"Sulla base di test che utilizzano tecniche di 'impronta digitale' isotopica forense e tecniche di datazione dell'età, i nostri risultati offrono prove indipendenti che le ceneri di carbone non sono la fonte di contaminazione nell'acqua", ha affermato Avner Vengosh, professore di geochimica e qualità dell'acqua alla Duke's Nicholas School of l'ambiente.

“Se quest’acqua ricca di molibdeno provenisse dalla lisciviazione delle ceneri di carbone, sarebbe relativamente giovane, essendo stata ricaricata nella falda acquifera della regione dai depositi di ceneri di carbone in superficie solo 20 o 30 anni fa”, ha detto Vengosh. “Invece, i nostri test mostrano che proviene dalle profondità del sottosuolo e ha più di 300 anni”.

I test hanno anche rivelato che l’impronta isotopica dell’acqua contaminata – i suoi rapporti precisi tra isotopi di boro e stronzio – non corrispondeva all’impronta isotopica dei residui della combustione del carbone.

Questi risultati “scollegano” il molibdeno dai siti di smaltimento delle ceneri di carbone e suggeriscono invece che sia il risultato di processi naturali che si verificano nella matrice rocciosa della falda acquifera, ha affermato Jennifer S. Harkness, ricercatrice post-dottorato presso l’Ohio State che ha condotto lo studio come parte della sua tesi di dottorato alla Duke.

I ricercatori hanno pubblicato il loro articolo sottoposto a revisione paritaria questo mese sulla rivista Environmental Science & Technology.

Piccole quantità di molibdeno sono essenziali sia per la vita animale che per quella vegetale, ma le persone che ne ingeriscono troppe corrono il rischio di problemi che includono anemia, dolori articolari e tremori.

Alcuni dei pozzi testati nel Wisconsin sud-orientale contenevano fino a 149 microgrammi di molibdeno per litro, poco più del doppio dello standard per il livello di consumo sicuro stabilito dall’Organizzazione Mondiale della Sanità, che è di 70 microgrammi per litro. La US Environmental Protection Agency fissa un limite ancora più basso a 40 microgrammi per litro.

Per condurre il nuovo studio, Harkness e i suoi colleghi hanno utilizzato traccianti forensi per determinare i rapporti tra gli isotopi di boro e stronzio in ciascuno dei campioni di acqua. Hanno anche misurato gli isotopi radioattivi del trizio e dell'elio di ciascun campione, che hanno tassi di decadimento costanti e possono essere utilizzati per valutare l'età di un campione, o il “tempo di residenza” nelle acque sotterranee. Integrando queste due serie di risultati, gli scienziati sono stati in grado di mettere insieme informazioni dettagliate sulla storia delle acque sotterranee, compreso quando si sono infiltrate per la prima volta nella falda acquifera e con quali tipi di rocce hanno interagito nel tempo.

“Questa analisi ha rivelato che l’acqua ad alto contenuto di molibdeno non aveva origine da depositi di ceneri di carbone sulla superficie, ma piuttosto era il risultato di minerali ricchi di molibdeno nella matrice della falda acquifera e di condizioni ambientali nella falda acquifera profonda che consentivano il rilascio di questo molibdeno nella falda acquifera”. acque sotterranee”, ha spiegato Harkness.

"La particolarità di questo progetto di ricerca è che integra due diversi metodi: impronte isotopiche e datazione dell'età, in un unico studio", ha affermato.

Anche se lo studio si è concentrato sui pozzi di acqua potabile nel Wisconsin, i suoi risultati sono potenzialmente applicabili ad altre regioni con geologie simili.

Thomas H. Darrah, professore associato di scienze della terra presso l'Ohio State, è consulente post-dottorato di Harkness presso l'Ohio State ed è stato coautore del nuovo studio.