Коли високі рівні мікроелемента молібдену (mah-LIB-den-um) були виявлені в колодязях питної води в південно-східному Вісконсіні, ймовірним джерелом забруднення стали численні сховища вугільної золи в регіоні.

Але детальна детективна робота під керівництвом дослідників з Університету Дьюка та Університету штату Огайо показала, що ставки, які містять залишки вугілля, спаленого на електростанціях, не є джерелом забруднення.

Натомість воно походить із природних джерел.

«Грунтуючись на тестах з використанням судово-медичних ізотопних «відбитків пальців» і методів визначення віку, наші результати пропонують незалежні докази того, що вугільна зола не є джерелом забруднення у воді», – сказав Авнер Венгош, професор геохімії та якості води в Школі Дьюка Ніколаса. навколишнє середовище.

«Якби ця вода, багата молібденом, була отримана в результаті вилуговування вугільної золи, вона була б відносно молодою, оскільки лише 20 або 30 років тому поповнилася в підземний водоносний горизонт регіону з відкладень вугільної золи на поверхні», — сказав Венгош. «Натомість наші тести показали, що він походить глибоко під землею і йому понад 300 років».

Випробування також показали, що ізотопний відбиток забрудненої води — її точне співвідношення ізотопів бору та стронцію — не збігається ізотопним відбитком залишків спалювання вугілля.

Ці знахідки «розривають зв’язок» з молібденом із місць захоронення вугільної золи і натомість припускають, що це результат природних процесів, що відбуваються в гірській матриці водоносного горизонту, сказала Дженніфер С. Харкнесс, докторант штату Огайо, яка керувала дослідженням у рамках її докторської дисертації в Duke.

Цього місяця дослідники опублікували свою рецензовану статтю в журналі Environmental Science & Technology.

Невеликі кількості молібдену необхідні як для життя тварин, так і для рослин, але люди, які споживають його у великій кількості, ризикують мати такі проблеми, як анемія, біль у суглобах і тремтіння.

Деякі з колодязів, перевірених у південно-східному Вісконсіні, містили до 149 мікрограмів молібдену на літр, що трохи більше ніж у два рази перевищує стандарт безпечного пиття, встановлений Всесвітньою організацією охорони здоров’я, який становить 70 мікрограмів на літр. Агентство з охорони навколишнього середовища США встановлює ще нижчу межу – 40 мікрограмів на літр.

Щоб провести нове дослідження, Харкнесс та її колеги використовували криміналістичні індикатори для визначення співвідношення ізотопів бору та стронцію в кожній із проб води. Вони також виміряли радіоактивні ізотопи тритію та гелію в кожному зразку, які мають постійну швидкість розпаду і можуть бути використані для оцінки віку зразка або «часу перебування» в грунтових водах. Об’єднавши ці два набори знахідок, вчені змогли зібрати разом детальну інформацію про історію підземних вод, у тому числі про те, коли вони вперше проникли у водоносний горизонт, і з якими типами порід вони взаємодіяли з часом.

«Цей аналіз показав, що вода з високим вмістом молібдену походить не з відкладень вугільної золи на поверхні, а скоріше є результатом багатих молібденом мінералів у матриці водоносного горизонту та умов навколишнього середовища в глибокому водоносному горизонті, які дозволили викид цього молібдену в підземних вод», — пояснив Харкнесс.

«Унікальним у цьому дослідницькому проекті є те, що він об’єднує два різні методи — ізотопні відбитки пальців і визначення віку — в одному дослідженні», — сказала вона.

Хоча дослідження було зосереджено на колодязях з питною водою у Вісконсині, його висновки потенційно можуть бути застосовані до інших регіонів із подібною геологією.

Томас Х. Дарра, доцент кафедри наук про Землю в штаті Огайо, є докторським радником Харкнесса в штаті Огайо та був співавтором нового дослідження.