Ученый обнаружил, как содержать токсины, найденные в сотнях угольных заводов

Во-первых, плохие новости: анализ, проведенный организацией «Правосудие Земли» и проектом «Целостность окружающей среды», показал, что сотни угольных электростанций по всей стране выбрасывают опасные токсины в окружающие подземные воды. Но ученые из Университета штата Северная Каролина, возможно, уже нашли решение насущной и опасной проблемы.

В отчете, опубликованном в понедельник, проанализированы общедоступные данные с мест удаления угольной золы на 265 угольных заводах и установлено, что 91 процент из них выделяют в окружающую среду опасные токсины, такие как мышьяк, свинец или радий. В то же время в понедельник опубликована статья, опередившая Журнал геотехники и геоэкологии показывает способ, которым ученые могли бы решить эту проблему, используя бактериальный биоцемент.

Доклад о загрязнении был написан в соавторстве с Абелем Руссом, старшим юристом некоммерческой организации по защите окружающей среды Проекта экологической целостности (EIP), а биоцементный документ впервые был написан Бриной Монтойя, доктором философии, доцентом гражданского строительства. в Университете штата Северная Каролина.

В исследовании Монтойи ее команда показывает, что смешивание шлама с угольными отходами в биоцементе может помочь предотвратить попадание токсинов, присутствующих в угольной золе, в заблуждение. Но чтобы понять, как этот биоцемент может решить проблему, важно знать немного о том, как работают угольные заводы.

Как токсины из угольной золы попадают в грунтовые воды?

Как только уголь сжигается для получения энергии, этот уголь превращается в кучу пепла, содержащего опасные химические вещества, некоторые из которых являются известными канцерогенами - подумайте: мышьяк. Затем этот пепел откладывается на специальных свалках или, иногда, в прудах, где он смешивается с водой для образования навозной жижи. Иногда этот шлам проливается через край - как это случилось, когда ураган Флоренция обрушился на Северную Каролину в сентябре, вытек токсичный шлам в реку Кейп-Страх.

Расс объясняет, что как только этот пепел сидит на свалке или пруду в течение нескольких лет, эти токсины начинают вымываться в окружающую подземную среду - в том числе в подземные воды, если она находится поблизости. По оценкам EPA, в 2012 году 470 угольных электростанций в США произвели 110 миллионов тонн золы - так что материал просто накапливается.

Агентство по охране окружающей среды, а также представители угольной промышленности знают, что токсины могут просачиваться со свалок или прудов в окружающие подземные воды, говорит Расс, поэтому он обязывает эти хранилища покрываться непроницаемым веществом, которое, как предполагается, должно удерживать от грязи. материал в дыре - вроде как пластиковый вкладыш в бассейне.

Карта Earth Justice, содержащая данные отчета, предполагает, что 95 процентов водоемов с угольным пеплом не выровнены, но Расс говорит, что даже те, у кого есть лайнеры, все еще сталкиваются с проблемой:

«Чаще всего свалки и пруды строят так, чтобы они касались грунтовых вод», - говорит Расс. Inverse. «В такой ситуации, даже если вы наденете непроницаемую крышку на свалку или пруд, вода будет все время промываться через пепел, вымывать эти токсичные загрязнители и выносить их в окружающую среду».

Но даже пруды с крышками все еще сталкиваются с проблемой. В отчете анализировались свалки и запасы подземных вод отдельно, и было показано, что 76 процентов свалок имели опасные уровни загрязнителей угольной золы поблизости. Пруды были хуже: у 92 процентов прудов были опасные уровни загрязнителей поблизости. Например, в подземных водах возле завода к северо-западу от Питсбурга содержалось мышьяк В 372 раза выше чем безопасные уровни. В девятнадцати милях к юго-востоку от Вашингтона, округ Колумбия, отчет показывает, что пепел с трех угольных электростанций вылил опасные уровни восьми различных загрязнителей в подземные воды.

«Мы постоянно видели, как много загрязняющих веществ превышало безопасный уровень», - говорит Русс. «Более половины содержат как минимум четыре загрязнителя на небезопасных уровнях. Когда идет дождь, он льет.

Какие решения на столе?

В 2015 году принятие правила удаления угольной золы требовало, чтобы растения публиковали данные о близлежащих подземных водах, чтобы общественность могла отслеживать загрязняющие вещества, которые могут образовываться на свалках и прудах. Он также выпустил руководство для лайнеров на новых заводах.

Бумага Монтойи особенно применима к поверхностным водам - ​​они касались разливов, - но в принципе ее бумага указывает, что биоцемент может изменить консистенцию суспензии угольной золы, чтобы помочь сохранить ее прочно в пруду, даже когда вкладыши отсутствуют.

Работая в рамках гранта от Исследовательского института электроэнергетики, команда Монтойи изучила природу самой суспензии угольной золы, смешав ее с почвенными бактериями. Споросарцина пастурия а также мочевина и кальций. Когда она объединила эти ингредиенты с суспензией угольной золы в серии лабораторных экспериментов, эта жидкая суспензия угольной золы стала толще.

«Получающийся биоцемент не сделает угольную золу полностью твердой, но она будет намного более вязкой, чем существующая суспензия угольной золы», - сказал Монтойя. «Наша цель в этой работе состояла в том, чтобы выяснить, можем ли мы использовать бактерии для создания биоцементной матрицы в водоемах с угольной золой, что делает угольную золу более жесткой и более легкой в ​​содержании»

Расс слышал о похожих решениях, но предпочитает простой подход, который вызовет радикальные изменения в угольной промышленности. «Я немного подозрительна, потому что все, что соприкасается с водой, со временем разрушится», - добавляет он. «Я думаю, что лучшее, что нужно сделать, это выкопать пепел из областей, где он уязвим для выхода в окружающую среду».

Он предпочел бы, чтобы эти растения выкопали и перенесли в районы, где есть без шансов что они вступят в контакт с грунтовыми водами - на случай, если что-то пойдет не так. Это, добавляет он, также даст растениям возможность создавать лучшие вкладыши в более безопасных местах.

Что касается угольных электростанций, то хорошие новости редко бывают - по крайней мере, с экологической точки зрения. Каким бы образом ни согласились EPA и угольная отрасль, обещает, по крайней мере, что существует более одного жизнеспособного способа смягчить ущерб.