Отличительная химия серы, углерода и стронция предоставляет ученым новые, более точные способы отследить загрязнение с горных мест горной промышленности и отличить его от загрязнения из других источников.«По существу мы нашли, что у этих элементов есть уникальные изотопические отпечатки пальцев, означая, что мы можем использовать их в качестве диагностических инструментов, чтобы определить количество относительного вклада горной промышленности горной вершины в загрязнение в водоразделе», сказал Авнер Венгош, преподаватель геохимии и качества воды в Школе Николаса Герцога Окружающей среды.
Недавно идентифицированные трассирующие снаряды будут особенно полезны в водоразделах больше чем с одним источником потенциального загрязнения, сказал он. «Поскольку они позволяют нам различать, если загрязнители прибывают из естественных источников, гидроразрыва и развития сланцевого газа, угольной промышленности, распоряжения угольной золы или других причин».Vengosh и результаты его команды были изданы сегодня в выпуске онлайн рецензируемого журнала Environmental Science & Technology.
Исследователи измерили химические и изотопические составы проб воды, забранных ежемесячно из 23 мест вдоль Верхней реки Грязи Западной Вирджинии и ее притоков между маем и декабрем 2012.Они нашли, что изотопические подписи серы (в сульфате), углерод (в растворенном неорганическом углероде) и стронций от проб воды, собранных от притоков, смежных с горными местами горной промышленности, различимы от забранных из незатронутых расположенных вверх по течению вод. Они также нашли, что отношение изотопа стронция – чувствительный трассирующий снаряд для загрязнения селена, одного из главных загрязнителей горной горной промышленности.
В горной горной промышленности компании используют взрывчатые вещества и тяжелое машиностроение, чтобы убрать поверхностные скалы и извлечь мелкие залежи высококачественного угля. Компании, как правило, избавляются от пустой породы в смежных долинах, где они хоронят существующие потоки истока.
Предыдущие исследования командой Герцога и другими показали, что последний тур от них «долина заполняется», содержит поднятые уровни солей и селена, известного токсина рыбы. Загрязнение может сохраниться и накопиться в расположенных вниз по течению водах в течение многих десятилетий после того, как активные остановки горной промышленности и заполнение будут исправлены.
Проводя тесты, которые моделировали естественное выщелачивание загрязнителей от местных скал, Vengosh и его команда смогли характеризовать химию различных геологических формаций, которые заканчиваются, поскольку пустая порода в них заполняется. Они нашли, что существенные различия в отношениях изотопа стронция и концентрации селена в потоках, вытекающих из исправленной долины, заполняются против тех, которые вытекают активного, заполняется.«Это помогает нам далее точно определить источник загрязнения, связывая его непосредственно с типом скал в долине, заполняется», сказал Венгош.
Верхняя река Грязи течет через малонаселенные области южной Западной Вирджинии как поток истока. Приблизительно для 10 километров река проходит через поверхность Hobet 21 добывающий комплекс, который был активен с 1970-х и является среди самого большого в аппалачских каменноугольных бассейнах.