Новые тесты могут обнаруживать крошечные токсичные частицы угольной золы в почве

Ученые из Университета Дьюка разработали набор из четырех новых тестов, которые можно использовать для обнаружения загрязнения угольной золой в почве.

Эти тесты специально разработаны для анализа почвы на наличие частиц летучей золы, поэтому другие тесты могут их пропустить.

«Из-за размера этих частиц было сложно обнаружить их и измерить накопившуюся летучую золу», — сказал Авнер Венгош, заслуженный профессор качества окружающей среды в Школе окружающей среды Герцога Николая. «Наши новые методы дают нам возможность делать это с высокой степенью уверенности».

Остатки сгорания угля являются крупнейшими промышленными твердыми отходами, производимыми в США. Когда почва, загрязненная летучей золой выкапывается, пыль, содержащая золу, может переноситься по воздуху в близлежащие дома и другие внутренние помещения. Вдыхание пыли, содержащей частицы летучей золы с высоким содержанием токсичных металлов, связано с заболеваниями легких и сердца, раком, расстройствами нервной системы и другими болезненными последствиями.

«Возможность отследить загрязнение до его источника имеет важное значение для защиты общественного здоровья и определения того, где следует сосредоточить усилия по восстановлению», — сказал Чжэнь Ван, докторант лаборатории Венгоша в Дьюке, который руководил исследованием. «Эти новые методы дополняют тесты, которые мы уже разработали для отслеживания угольной золы в окружающей среде, и расширяют диапазон наших исследований».

Новые тесты предназначены для совместного использования, чтобы обеспечить независимое подтверждение того, присутствуют ли частицы летучей золы в образце почвы, и если да, то в какой пропорции по отношению к общему количеству почвы.

«Во-первых, мы измеряем содержание определенных металлов, таких как мышьяк, селен и сурьма, которые, как мы знаем, более обогащены угольной золой, чем обычная почва», — сказал Венгош. «Если эти металлы присутствуют в количествах, превышающих нормальные, мы тестируем образец с использованием двух других геохимических индикаторов, нуклидов радия и стабильных изотопов свинца, которые более чувствительны, чем следы металлов, и могут быть использованы для обнаружения небольшого количества летучей золы в почвы. Мы также изучаем почву под микроскопом, чтобы проверить, можем ли мы физически идентифицировать частицы летучей золы и оценить, какую долю почвы они составляют ».

По словам Венгоша, у каждого метода есть свои сильные и слабые стороны, и, если использовать его только, это может привести к переоценке или недооценке встречаемости мухи в почве. «Используя все четыре вместе, мы можем проверить результаты судебно-медицинской экспертизы наличия летучей золы в почвах».

Чтобы оценить надежность новых тестов, исследователи проанализировали поверхностный грунт с 21 участка с подветренной стороны от завода по добыче ископаемых полезных ископаемых Управления долины Теннесси в Клакстоне, штат Теннеси, и с 20 участков с подветренной стороны от паровой станции Маршалл от Duke Energy на озере Норман, Северная Каролина. Образцы Carolina были доставлены из Мурсвилля, города, расположенного через озеро от завода Marshall. Контрольные образцы также собирали с наветренной стороны от каждого растения.

Испытания неизменно показали, что большая часть образцов, собранных с подветренной стороны обоих заводов, содержала загрязнение летучей золой, но, поскольку доля летучей золы была низкой, концентрации токсичных элементов не превышали нормы для здоровья человека в отношении присутствия металлов в почве.

Испытания также показали, что образцы почвы возле завода по производству окаменелостей Bull Run в Теннесси, как правило, содержали значительно более высокие уровни летучей золы, чем образцы из Северной Каролины, и что самая высокая концентрация была в почве из общественного парка Клакстон, детской игровой площадки и места отдыха, расположенного за пределами Завод Bull Run.

О чем все это нам говорит?

«Во-первых, это подтверждает, что наши новые инструменты работают стабильно и при совместном использовании обеспечивают надежный метод обнаружения загрязнения, которое могут пропустить другие тесты», — сказал Венгош.

«Во-вторых, он подчеркивает необходимость регулярного мониторинга участков в непосредственной близости от угольной электростанции, даже если уровни загрязнения ниже текущих пороговых значений безопасности. Летучая зола накапливается с течением времени, и риски могут возрасти из-за повторного воздействия пыли на детских площадках или домашней пыли », — сказал Венгош.

«Низкая концентрация токсичных металлов в почве не означает отсутствие риска», — сказал Венгош. «Нам необходимо понять, как наличие летучей золы в почвах вблизи угольных электростанций может повлиять на здоровье людей, которые там живут. Даже если угольные электростанции в Соединенных Штатах будут закрыты или заменены природным газом, экологическое наследие угольной золы в этих регионах сохранится на десятилетия вперед ».

Рецензируемое исследование было опубликовано 20 июля в журнале Environmental Science & Technology.

Соавторами исследования выступили Эллен Коуэн из Аппалачского государственного университета и Рэйчел Койт, Хизер Стэплтон и Гэри Дуайер из Дьюка.

Источник: