Da høye nivåer av sporelementet molybden (mah-LIB-den-um) ble oppdaget i drikkevannsbrønner i det sørøstlige Wisconsin, så det ut til at regionens mange deponeringssteder for kullaske var en sannsynlig kilde til forurensningen.

Men noe finkornet detektivarbeid ledet av forskere fra Duke University og The Ohio State University har avslørt at dammene, som inneholder rester av kull brent i kraftverk, ikke er kilden til forurensningen.

Det stammer fra naturlige kilder i stedet.

"Basert på tester med rettsmedisinske isotopiske 'fingeravtrykk' og aldersdateringsteknikker, gir resultatene våre uavhengige bevis på at kullaske ikke er kilden til forurensning i vannet," sa Avner Vengosh, professor i geokjemi og vannkvalitet ved Duke's Nicholas School of miljøet.

"Hvis dette molybdenrike vannet hadde kommet fra utlekking av kullaske, ville det være relativt ungt, etter å ha blitt ladet opp i regionens grunnvannsakvifer fra kullaskeavsetninger på overflaten for bare 20 eller 30 år siden," sa Vengosh. "I stedet viser testene våre at den kommer fra dyp undergrunn og er mer enn 300 år gammel."

Testene avslørte også at det forurensede vannets isotopiske fingeravtrykk - dets nøyaktige forhold mellom bor- og strontiumisotoper - ikke stemte overens med de isotopiske fingeravtrykkene til kullforbrenningsrester.

Disse funnene "fjerner" molybdenet fra deponeringsstedene for kullaske og antyder i stedet at det er et resultat av naturlige prosesser som forekommer i akviferens steinmatrise, sa Jennifer S. Harkness, en postdoktor ved Ohio State som ledet studien som en del av doktorgradsavhandlingen hennes ved Duke.

Forskerne publiserte sin fagfellevurderte artikkel denne måneden i tidsskriftet Environmental Science & Technology.

Små mengder molybden er avgjørende for både dyre- og planteliv, men folk som får i seg for mye av det risikerer problemer som inkluderer anemi, leddsmerter og skjelvinger.

Noen av brønnene som ble testet i det sørøstlige Wisconsin inneholdt opptil 149 mikrogram molybden per liter, noe mer enn det dobbelte av standarden for trygt drikkenivå til Verdens helseorganisasjon, som er 70 mikrogram per liter. Det amerikanske miljøvernbyrået setter grensen enda lavere på 40 mikrogram per liter.

For å gjennomføre den nye studien brukte Harkness og hennes kolleger rettsmedisinske sporstoffer for å bestemme forholdet mellom bor og strontiumisotoper i hver av vannprøvene. De målte også hver prøves tritium- og heliumradioaktive isotoper, som har konstante nedbrytningshastigheter og kan brukes til å evaluere en prøves alder, eller "oppholdstid" i grunnvann. Ved å integrere disse to settene med funn, var forskerne i stand til å sette sammen detaljert informasjon om grunnvannshistorien, inkludert når den først infiltrerte akviferen, og hvilke typer bergarter den hadde samhandlet med over tid.

"Denne analysen avslørte at høymolybdenvannet ikke stammet fra kullaskeavsetninger på overflaten, men snarere et resultat av molybdenrike mineraler i akvifermatrisen og miljøforhold i den dype akviferen som muliggjorde frigjøring av dette molybdenet til grunnvann," forklarte Harkness.

"Det som er unikt med dette forskningsprosjektet er at det integrerer to forskjellige metoder - isotopiske fingeravtrykk og aldersdatering - i en studie," sa hun.

Selv om studien fokuserte på drikkevannsbrønner i Wisconsin, er funnene potensielt anvendelige for andre regioner med lignende geologier.

Thomas H. Darrah, førsteamanuensis i geovitenskap ved Ohio State, er Harkness sin postdoktor ved Ohio State og var medforfatter av den nye studien.