Apabila paras unsur surih molibdenum (mah-LIB-den-um) yang tinggi ditemui di telaga air minuman di tenggara Wisconsin, banyak tapak pelupusan abu arang batu di rantau ini nampaknya menjadi punca pencemaran.

Tetapi beberapa kerja detektif halus yang diketuai oleh penyelidik dari Duke University dan The Ohio State University telah mendedahkan bahawa kolam, yang mengandungi sisa arang batu yang dibakar di loji kuasa, bukanlah punca pencemaran.

Ia berpunca daripada sumber semula jadi sebaliknya.

"Berdasarkan ujian menggunakan 'cap jari' isotop forensik dan teknik pentarikhan umur, keputusan kami menawarkan bukti bebas bahawa abu arang batu bukanlah punca pencemaran dalam air," kata Avner Vengosh, profesor geokimia dan kualiti air di Duke's Nicholas School of Alam Sekitar.

"Sekiranya air yang kaya dengan molibdenum ini berasal daripada larut lesap abu arang batu, ia akan menjadi agak muda, setelah dicas semula ke dalam akuifer air bawah tanah rantau ini daripada deposit abu arang batu di permukaan hanya 20 atau 30 tahun lalu," kata Vengosh. "Sebaliknya, ujian kami menunjukkan ia datang dari bawah tanah yang dalam dan berusia lebih 300 tahun."

Ujian juga mendedahkan bahawa cap jari isotop air yang tercemar—nisbah jitu isotop boron dan strontium—tidak sepadan dengan cap jari isotop sisa pembakaran arang batu.

Penemuan ini "menyahpautkan" molibdenum daripada tapak pelupusan abu arang batu dan sebaliknya mencadangkan ia adalah hasil daripada proses semula jadi yang berlaku dalam matriks batuan akuifer, kata Jennifer S. Harkness, penyelidik pasca doktoral di Ohio State yang mengetuai kajian itu sebagai sebahagian disertasi kedoktorannya di Duke.

Para penyelidik menerbitkan kertas ulasan rakan sebaya mereka bulan ini dalam jurnal Sains & Teknologi Alam Sekitar.

Sebilangan kecil molibdenum adalah penting untuk kedua-dua haiwan dan tumbuhan, tetapi orang yang mengambil terlalu banyak daripadanya menghadapi risiko masalah yang termasuk anemia, sakit sendi dan gegaran.

Beberapa telaga yang diuji di tenggara Wisconsin mengandungi sehingga 149 mikrogram molibdenum seliter, sedikit lebih daripada dua kali ganda standard tahap minuman selamat Pertubuhan Kesihatan Sedunia, iaitu 70 mikrogram seliter. Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS menetapkan had lebih rendah pada 40 mikrogram seliter.

Untuk menjalankan kajian baharu, Harkness dan rakan-rakannya menggunakan pengesan forensik untuk menentukan nisbah boron kepada isotop strontium dalam setiap sampel air. Mereka juga mengukur setiap isotop radioaktif tritium dan helium sampel, yang mempunyai kadar pereputan yang berterusan dan boleh digunakan untuk menilai umur sampel, atau "masa tinggal" dalam air bawah tanah. Dengan mengintegrasikan kedua-dua set penemuan ini, para saintis dapat mengumpulkan maklumat terperinci tentang sejarah air bawah tanah, termasuk apabila ia mula-mula menyusup ke akuifer, dan jenis batu yang telah berinteraksi dengannya dari masa ke masa.

“Analisis ini mendedahkan bahawa air molibdenum tinggi tidak berasal daripada deposit abu arang batu di permukaan, sebaliknya terhasil daripada mineral yang kaya dengan molibdenum dalam matriks akuifer dan keadaan persekitaran dalam akuifer dalam yang membenarkan pembebasan molibdenum ini ke dalam air bawah tanah,” jelas Harkness.

“Apa yang unik tentang projek penyelidikan ini ialah ia mengintegrasikan dua kaedah berbeza—cap jari isotop dan penentuan umur—ke dalam satu kajian,” katanya.

Walaupun kajian itu memberi tumpuan kepada telaga air minuman di Wisconsin, penemuannya berpotensi digunakan untuk kawasan lain dengan geologi yang serupa.

Thomas H. Darrah, profesor bersekutu sains bumi di Ohio State, ialah penasihat pasca doktoral Harkness di Ohio State dan merupakan pengarang bersama kajian baharu itu.