Kiedy w studniach wody pitnej w południowo-wschodnim stanie Wisconsin odkryto wysoki poziom pierwiastka śladowego molibdenu (mah-LIB-den-um), prawdopodobnym źródłem skażenia wydawały się liczne składowiska popiołów węglowych w regionie.

Jednak szczegółowe prace detektywistyczne prowadzone przez naukowców z Duke University i Ohio State University wykazały, że stawy zawierające pozostałości węgla spalanego w elektrowniach nie są źródłem skażenia.

Zamiast tego pochodzi ze źródeł naturalnych.

„Na podstawie testów wykorzystujących kryminalistyczne izotopowe „odciski palców” i techniki datowania wieku, nasze wyniki dostarczają niezależnych dowodów na to, że popiół węglowy nie jest źródłem zanieczyszczenia wody” – powiedział Avner Vengosh, profesor geochemii i jakości wody w Duke’s Nicholas School of Środowisko.

„Gdyby ta bogata w molibden woda pochodziła z ługowania popiołów węglowych, byłaby stosunkowo młoda, ponieważ została ponownie wprowadzona do warstwy wodonośnej regionu ze złóż popiołów węglowych na powierzchni zaledwie 20–30 lat temu” – powiedział Vengosh. „Zamiast tego nasze testy pokazują, że pochodzi on z głębi ziemi i ma ponad 300 lat”.

Testy wykazały również, że izotopowy odcisk palca zanieczyszczonej wody – dokładne proporcje izotopów boru i strontu – nie odpowiada izotopowym odciskom palców pozostałości po spalaniu węgla.

Odkrycia te „oddzielają” molibden ze składowisk popiołów węglowych i zamiast tego sugerują, że jest on wynikiem naturalnych procesów zachodzących w macierzy skalnej warstwy wodonośnej, stwierdziła Jennifer S. Harkness, badaczka ze stopniem doktora w Ohio State, która kierowała badaniem w ramach swojej rozprawy doktorskiej w Duke.

Naukowcy opublikowali w tym miesiącu swój recenzowany artykuł w czasopiśmie Environmental Science & Technology.

Niewielkie ilości molibdenu są niezbędne zarówno dla życia zwierząt, jak i roślin, ale osoby, które spożyją go w zbyt dużych ilościach, narażają się na ryzyko wystąpienia takich problemów, jak anemia, bóle stawów i drżenie.

Niektóre ze studni przebadanych w południowo-wschodnim Wisconsin zawierały do ​​149 mikrogramów molibdenu na litr, czyli nieco ponad dwukrotnie więcej niż norma Światowej Organizacji Zdrowia dotycząca bezpiecznego poziomu spożycia, która wynosi 70 mikrogramów na litr. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska ustala limit jeszcze niżej i wynosi 40 mikrogramów na litr.

Aby przeprowadzić nowe badanie, Harkness i jej współpracownicy wykorzystali znaczniki kryminalistyczne w celu określenia proporcji izotopów boru do strontu w każdej próbce wody. Zmierzyli także radioaktywne izotopy trytu i helu w każdej próbce, które charakteryzują się stałą szybkością zaniku i można je wykorzystać do oceny wieku próbki, czyli „czasu przebywania” w wodach gruntowych. Łącząc te dwa zestawy odkryć, naukowcom udało się zebrać szczegółowe informacje na temat historii wód gruntowych, w tym kiedy po raz pierwszy przeniknęły do ​​warstwy wodonośnej i z jakimi rodzajami skał na przestrzeni czasu wchodziły w interakcję.

„Analiza ta wykazała, że ​​woda bogata w molibden nie pochodziła ze złóż popiołów węglowych na powierzchni, ale raczej z minerałów bogatych w molibden w warstwie wodonośnej oraz z warunków środowiskowych panujących w głębokiej warstwie wodonośnej, które umożliwiły uwolnienie tego molibdenu do wód gruntowych” – wyjaśnił Harkness.

„Wyjątkowość tego projektu badawczego polega na tym, że łączy on dwie różne metody – izotopowe odciski palców i datowanie wiekowe – w jednym badaniu” – powiedziała.

Chociaż badanie skupiało się na studniach wody pitnej w stanie Wisconsin, jego ustalenia można potencjalnie zastosować w innych regionach o podobnej budowie geologicznej.

Thomas H. Darrah, profesor nauk o Ziemi w Ohio State, jest doradcą Harknessa na stanowisku doktora habilitowanego w Ohio State i współautorem nowego badania.