Когато бяха открити високи нива на микроелемента молибден (mah-LIB-den-um) в кладенци за питейна вода в югоизточен Уисконсин, многобройните депа за пепел от въглища в региона изглеждаха вероятен източник на замърсяване.

Но някои фини детективски дейности, ръководени от изследователи от университета Дюк и щатския университет в Охайо, разкриха, че езерата, които съдържат остатъците от въглища, изгорени в електроцентрали, не са източникът на замърсяване.

Вместо това произлиза от естествени източници.

„Въз основа на тестове, използващи криминалистични изотопни „пръстови отпечатъци“ и техники за възрастово датиране, нашите резултати предлагат независимо доказателство, че въглищната пепел не е източникът на замърсяване във водата“, каза Авнер Венгош, професор по геохимия и качество на водата в Duke's Nicholas School of околната среда.

„Ако тази богата на молибден вода беше дошла от излугването на въглищна пепел, тя щеше да е сравнително млада, след като беше презаредена в подпочвения водоносен хоризонт на региона от отлагания на въглищна пепел на повърхността само преди 20 или 30 години“, каза Венгош.„Вместо това нашите тестове показват, че идва от дълбоко под земята и е на повече от 300 години.“

Тестовете също така разкриха, че изотопният пръстов отпечатък на замърсената вода – точните съотношения на изотопи на бор и стронций – не съвпада с изотопния пръстов отпечатък на остатъците от изгаряне на въглища.

Тези констатации „отстраняват връзката“ на молибдена от депата за въглищна пепел и вместо това предполагат, че той е резултат от естествени процеси, протичащи в скалната матрица на водоносния хоризонт, каза Дженифър С. Харкнес, постдокторантски изследовател в щата Охайо, който ръководи проучването като част на нейната докторска дисертация в Дюк.

Изследователите публикуваха своята рецензирана статия този месец в списанието Environmental Science & Technology.

Малки количества молибден са от съществено значение както за живота на животните, така и за растенията, но хората, които поглъщат твърде много от него, са изложени на риск от проблеми, които включват анемия, болки в ставите и треперене.

Някои от тестваните кладенци в югоизточен Уисконсин съдържат до 149 микрограма молибден на литър, малко повече от два пъти стандарта за безопасно ниво на пиене на Световната здравна организация, който е 70 микрограма на литър.Агенцията за опазване на околната среда на САЩ определя границата още по-ниска - 40 микрограма на литър.

За да проведат новото изследване, Харкнес и нейните колеги са използвали криминалистични индикатори, за да определят съотношенията на изотопи на бор към стронций във всяка от водните проби.Те също така измерват радиоактивните изотопи на тритий и хелий във всяка проба, които имат постоянни скорости на разпадане и могат да се използват за оценка на възрастта на пробата или „времето на престой“ в подпочвените води.Чрез интегрирането на тези два набора от открития учените успяха да съберат подробна информация за историята на подземните води, включително кога за първи път са проникнали във водоносния хоризонт и с кои видове скали са взаимодействали с течение на времето.

„Този ​​анализ разкри, че водата с високо съдържание на молибден не произхожда от отлагания на въглищна пепел на повърхността, а по-скоро е резултат от богати на молибден минерали в матрицата на водоносния хоризонт и условията на околната среда в дълбокия водоносен хоризонт, които позволяват освобождаването на този молибден в подпочвените води“, обясни Харкнес.

„Уникалното в този изследователски проект е, че той интегрира два различни метода – изотопни пръстови отпечатъци и възрастово датиране – в едно изследване“, каза тя.

Въпреки че проучването се фокусира върху кладенци за питейна вода в Уисконсин, неговите открития са потенциално приложими в други региони с подобна геология.

Томас Х. Дара, доцент по земни науки в щата Охайо, е постдокторантски съветник на Харкнес в щата Охайо и е съавтор на новото проучване.