Загрязнение из-за добычи полезных ископаемых в горах обладает четкими химическими "подписями"
Три элемента, повышенные уровни которых обычно встречаются в реке в Аппалачах, загрязненной стоками с горной добычи угля, имеют отличительный химический состав, который можно проследить до их источника – сообщает sciencedaily.com.
Специфический химический состав из серы, углерода и стронция предоставляет ученым новые, более точные способы отслеживания загрязнения с горнодобывающих районов и позволяет отличать его от загрязнения из других источников.
По существу, было обнаружено, что эти элементы имеют уникальные изотопные «отпечатки пальцев», то есть их можно использовать в качестве диагностических средств для количественной оценки относительного вклада добычи полезных ископаемых в загрязнение водораздела.
Выявленные индикаторы будут особенно полезны в водосборных бассейнах с более, чем одним источником потенциального загрязнения. Ведь они позволяют определить, поступают ли загрязнители из природных источников, из-за добычи сланцевого газа методом гидроразрыва пласта, добычи угля, утилизации угольной золы или по другим причинам.
Исследователи ежемесячно измеряли химический и изотопный состав проб воды из 23 локаций вдоль верхнего течения реки Mud в Западной Вирджинии и ее притоков с мая по декабрь 2012 года.
Они обнаружили, что изотопные подписи серы (в сульфате), углерода (в растворенном неорганическом углероде) и стронция из проб воды из притоков, прилегающих к горнодобывающим районам, отличаются от собранных из не подверженных загрязнению потоков вверх по течению. Также ученые выяснили, что соотношение изотопов стронция является чувствительным маркером для загрязнения селеном, одним из основных загрязнителей горнодобывающей промышленности.
При добыче полезных ископаемых в горах компании используют взрывчатые вещества и тяжелую технику, чтобы убрать поверхностные породы и извлечь мелкие месторождения высококачественного угля. Как правило, они избавляются от пустой породы в соседних долинах, где они погребают под отходами истоки существующих потоков.
Предыдущие исследования показали, что стоки с этих "заполнителей долин" содержат повышенные уровни солей и селен, известный токсин для рыбы. Загрязнение может сохраняться и накапливаться в воде вниз по течению на протяжении десятилетий после того, как активная добыча останавливается и заполнитель утилизируется.
Проводя тесты, имитирующие природные выщелачивания загрязнителей из местных пород, ученые смогли охарактеризовать химический состав различных геологических образований, которые оказываются пустой породой в этих заполнителях. Они обнаружили значительные различия в соотношениях концентрации изотопов стронция и селена в потоках, текущих из утилизированных заполнителей долин в сравнении с вытекающими из активных.
Это поможет в дальнейшем определить источник загрязнения, напрямую связывая его с типом пород в заполнителе долины.
Верховья реки Mud протекают через малонаселенные районы юга Западной Вирджинии. На протяжении примерно 10 километров река проходит через открытый горнодобывающий комплекс Hobet 21, который активен с 1970 года и является одним из крупнейших угольных месторождений в Аппалачах.