Keď boli objavené vysoké hladiny stopového prvku molybdén (mah-LIB-den-um) v studniach s pitnou vodou v juhovýchodnom Wisconsine, početné miesta na likvidáciu uhoľného popola v regióne sa zdali byť pravdepodobným zdrojom kontaminácie.

Niektoré jemnozrnné detektívne práce pod vedením vedcov z Duke University a The Ohio State University však odhalili, že rybníky, ktoré obsahujú zvyšky uhlia spaľovaného v elektrárňach, nie sú zdrojom kontaminácie.

Namiesto toho pochádza z prírodných zdrojov.

„Na základe testov využívajúcich forenzné izotopové „odtlačky prstov“ a techniky starnutia ponúkajú naše výsledky nezávislý dôkaz, že uhoľný popol nie je zdrojom kontaminácie vody,“ povedal Avner Vengosh, profesor geochémie a kvality vody na Duke's Nicholas School of životného prostredia.

"Keby táto voda bohatá na molybdén pochádzala z vylúhovania uhoľného popola, bola by relatívne mladá, pretože bola znovu nabitá do podzemnej vody v regióne z ložísk uhoľného popola na povrchu len pred 20 alebo 30 rokmi," povedal Vengosh. "Namiesto toho naše testy ukazujú, že pochádza z hlbokého podzemia a má viac ako 300 rokov."

Testy tiež odhalili, že izotopový odtlačok kontaminovanej vody – jej presné pomery izotopov bóru a stroncia – nezodpovedajú izotopovým odtlačkom zvyškov spaľovania uhlia.

Tieto zistenia „odpájajú“ molybdén od miest uloženia uhoľného popola a namiesto toho naznačujú, že je výsledkom prirodzených procesov vyskytujúcich sa v horninovej matrici zvodnenej vrstvy, povedala Jennifer S. Harkness, postdoktorandská výskumníčka v štáte Ohio, ktorá viedla štúdiu ako súčasť. dizertačnej práce na Duke.

Výskumníci publikovali svoj recenzovaný článok tento mesiac v časopise Environmental Science & Technology.

Malé množstvá molybdénu sú nevyhnutné pre život zvierat aj rastlín, ale ľudia, ktorí ho prijímajú príliš veľa, riskujú problémy, ktoré zahŕňajú anémiu, bolesti kĺbov a tras.

Niektoré z testovaných studní v juhovýchodnom Wisconsine obsahovali až 149 mikrogramov molybdénu na liter, čo je o niečo viac ako dvojnásobok normy pre bezpečnú úroveň pitia podľa Svetovej zdravotníckej organizácie, ktorá je 70 mikrogramov na liter. Americká agentúra pre ochranu životného prostredia stanovuje limit ešte nižšie na 40 mikrogramov na liter.

Na vykonanie novej štúdie Harkness a jej kolegovia použili forenzné indikátory na určenie pomerov izotopov bóru a stroncia v každej vzorke vody. Taktiež merali rádioaktívne izotopy trícia a hélia každej vzorky, ktoré majú konštantnú rýchlosť rozpadu a možno ich použiť na vyhodnotenie veku vzorky alebo „času pobytu“ v podzemnej vode. Integráciou týchto dvoch súborov zistení vedci dokázali spojiť podrobné informácie o histórii podzemnej vody vrátane toho, kedy prvýkrát infiltrovala do zvodnenej vrstvy, a s ktorými typmi hornín v priebehu času interagovala.

„Táto analýza odhalila, že voda s vysokým obsahom molybdénu nepochádza z ložísk uhoľného popola na povrchu, ale skôr z minerálov bohatých na molybdén v matrici zvodnenej vrstvy a podmienok prostredia v hlbokej zvodnenej vrstve, ktoré umožnili uvoľňovanie tohto molybdénu do podzemnej vody. podzemná voda,“ vysvetlil Harkness.

„Na tomto výskumnom projekte je jedinečné to, že integruje dve rôzne metódy – izotopové odtlačky prstov a vekové datovanie – do jednej štúdie,“ povedala.

Hoci sa štúdia zamerala na studne pitnej vody vo Wisconsine, jej zistenia sú potenciálne použiteľné aj v iných regiónoch s podobnou geológiou.

Thomas H. Darrah, docent vied o Zemi v štáte Ohio, je postdoktorandským poradcom spoločnosti Harkness v štáte Ohio a bol spoluautorom novej štúdie.