Когда высокие уровни микроэлемента молибдена (mah-LIB-den-um) были обнаружены в колодцах с питьевой водой на юго-востоке Висконсина, многочисленные свалки угольной золы в этом регионе оказались вероятным источником загрязнения.

Но некоторые детальные детективные исследования, проведенные исследователями из Университета Дьюка и Университета штата Огайо, показали, что пруды, в которых содержатся остатки угля, сожженного на электростанциях, не являются источником загрязнения.

Вместо этого он происходит из природных источников.

«Наши результаты, основанные на тестах с использованием судебно-медицинской изотопной «дактилоскопии» и методов определения возраста, предоставляют независимые доказательства того, что угольная зола не является источником загрязнения воды», — сказал Авнер Венгош, профессор геохимии и качества воды в Школе им. Николая Дьюка. Окружающая среда.

«Если бы эта богатая молибденом вода возникла в результате выщелачивания угольной золы, она была бы относительно молодой, поскольку она попала в водоносный горизонт региона из отложений угольной золы на поверхности всего 20 или 30 лет назад», - сказал Венгош. «Напротив, наши тесты показывают, что он пришел из глубоких подземелий и ему более 300 лет».

Испытания также показали, что изотопные характеристики загрязненной воды (точное соотношение изотопов бора и стронция) не соответствуют изотопным характеристикам остатков сгорания угля.

Эти результаты «отключают» молибден от мест захоронения угольной золы и вместо этого позволяют предположить, что он является результатом естественных процессов, происходящих в матрице пород водоносного горизонта, сказала Дженнифер С. Харкнесс, постдокторант из штата Огайо, которая руководила исследованием в рамках ее докторской диссертации в Дьюке.

В этом месяце исследователи опубликовали свою рецензируемую статью в журнале Environmental Science & Technology.

Небольшие количества молибдена необходимы как животным, так и растениям, но люди, которые потребляют его слишком много, рискуют столкнуться с такими проблемами, как анемия, боли в суставах и тремор.

Некоторые из колодцев, протестированных на юго-востоке Висконсина, содержали до 149 микрограммов молибдена на литр, что чуть более чем в два раза превышает стандарт безопасного питьевого уровня Всемирной организации здравоохранения, который составляет 70 микрограммов на литр. Агентство по охране окружающей среды США устанавливает предел еще ниже — 40 микрограммов на литр.

Для проведения нового исследования Харкнесс и ее коллеги использовали судебно-медицинские индикаторы для определения соотношения изотопов бора и стронция в каждой пробе воды. Они также измерили радиоактивные изотопы трития и гелия в каждом образце, которые имеют постоянную скорость распада и могут использоваться для оценки возраста образца или «времени пребывания» в грунтовых водах. Объединив эти два набора результатов, ученые смогли собрать воедино подробную информацию об истории подземных вод, в том числе о том, когда они впервые проникли в водоносный горизонт и с какими типами горных пород они взаимодействовали с течением времени.

«Этот анализ показал, что вода с высоким содержанием молибдена возникла не из отложений угольной золы на поверхности, а скорее в результате богатых молибденом минералов в матрице водоносного горизонта и условий окружающей среды в глубоком водоносном горизонте, которые позволили высвободить этот молибден в грунтовые воды», — объяснил Харкнесс.

«Уникальность этого исследовательского проекта заключается в том, что он объединяет два разных метода — изотопные отпечатки пальцев и определение возраста — в одном исследовании», — сказала она.

Хотя исследование было сосредоточено на колодцах с питьевой водой в Висконсине, его результаты потенциально применимы и к другим регионам с похожей геологией.

Томас Х. Дарра, доцент кафедры наук о Земле в штате Огайо, является постдокторантом Харкнесса в штате Огайо и был соавтором нового исследования.