Sjaldgæfar jarðarefni í rafrænum úrgangi koma inn í drykkjarvatn

Sjaldgæf jarðefni eru mikilvægur hluti margra tölvna og annars hátæknibúnaðar, svo sem farsíma og harða diska. Hins vegar er viðurkennt í auknum mæli að þær geta verið skaðlegar í umhverfinu, jafnvel á lágum stigum.

Diane McKnight, höfundur rannsóknarinnar &, sagði:" þetta er áhyggjuefni vegna þess að ekki er fylgst með styrk þeirra og það eru engar vatnsgæðastaðlar fyrir þá."

Rannsóknin er sú fyrsta til að rannsaka hvernig sjaldgæf jarðefni hreyfast í steinefnamiklum vatnasviðum. Þetta er einnig í fyrsta skipti sem rannsakað er hvernig loftslagsbreytingar sleppa sjaldgæfari jarðefnum í læki með því að breyta vatnsrennsli og náttúrulegum veðrunarferlum.

Síðan á tíunda áratugnum hefur Diane McKnight leitt nemendum sínum til að rannsaka vatnsgæði Snake River Basin í Colorado. Megináhersla þeirra er að mæla og fylgjast með frárennsli sýrubergs. Í þessu ferli oxast steinar þar á meðal súlfíð byggðir steinefni, svo sem pýrít, þegar þeir verða fyrir lofti og vatni. Efnaviðbrögðin sem myndast mynda brennisteinssýru og uppleysta málma, svo sem járn, sem losna í læki. Sýrara vatn getur enn frekar leyst upp þungmálma, svo sem blý, kadmíum og sink, og hefur verið sannað að það getur einnig borið sjaldgæfa jarðefni.

Það sem raunverulega stjórnar hreyfanleika sjaldgæfra jarðefna er pH -gildi. Garrett rue, fyrsti höfundurinn, sagði að hann hafi fengið meistaragráðu' í kalkrannsóknum með McKnight og síðan lækni' gráðu við Cu boulder.

Sýr bergrennsli kemur náttúrulega fram í vesturhluta Bandaríkjanna vegna þess að jarðfræðin þar er rík af pýrít. Hins vegar hafa námur í sögunni raskað miklum fjölda steina og jarðvegs, sem hefur í för með sér mikla aukningu á þessu ferli og vatnsmengun niður á við.

Í Snake River Basin hafa bæir sem eru fyrir áhrifum af frárennsli sýru þurft að laga sig að lélegum vatnsgæðum. Sumir fyrrum bæir í námuvinnslu, svo sem Silverton, nærast frá fjarlægum aðilum. Aðrir treysta á dýrar vatnshreinsistöðvar. Allur fiskur í Snake River er geymdur vegna þess að sinkinnihald í vatninu er of hátt til að einhverjar fisktegundir á staðnum geti lifað af. Þetta vandamál er einstakt fyrir vesturhluta Bandaríkjanna. Rue sagði að meira en 40% af efri hluta helstu fljótanna á Vesturlöndum mengist af einhverri sýru námu eða frárennsli bergs.

Snake River veitir góða náttúrulega rannsóknarstofu til að rannsaka hvort tveggja, vegna þess að perúska straumhluti vatnasvæðisins hefur verið mikið nýttur en efri Snake River hefur ekki. Rue og McKnight komust hins vegar að því að báðir hlutar vatnasvæðisins skila nú miklu magni af málmum niður á við vegna þess að loftslagsbreytingar hafa fært lengra sumar og minni vetrarsnjó. Lengri og lægri lækir auðvelda málmum að komast inn í vatnasviðið og einbeita sér að málmum sem hefðu þynnt með snjóbráðnun.

Það þýðir að sama ferli þungmálma sem berast inn í lækinn verkar einnig á sjaldgæfa jarðefni. Vísindamenn fundu sjaldgæfa jarðefnaþætti í allri Snake River „Við skráðum styrkur á bilinu 1 til hundruð míkrógrömm á lítra - nokkrum stærðargráðum hærri en dæmigerð yfirborðsvatn - og mesti styrkurinn var á svæðum uppstreymis og fékk frárennsli frá yfirgefnum námum“ Sagði Rue.

Þeir skráðu einnig að aukning sjaldgæfra jarðefna í Snake River samsvarar hækkun lofthita á sumrin og uppsafnaður styrkur sjaldgæfra jarðefna í skordýrum sem búa í lækjum jafngildir eiturverkunum annarra málma eins og blý og kadmíum .

Við byrjuðum að skilja að þegar sjaldgæf jarðefni koma inn í vatnið hafa þeir tilhneigingu til að vera þar og þeir verða ekki fjarlægðir með hefðbundnu meðhöndlunarferlinu, sem hefur áhrif á endurnotkun, og leiddi til þess að nokkrar evrópskar borgir tilgreindu sjaldgæfa jarðefni sem nýtt mengunarefni í neysluvatnsveitu. Miðað við að Snake River rennur beint inn í Dillion lónið, stærstu vatnsgeymslu uppsprettunnar í Denver, getur þetta verið vandamál í framtíðinni.

Vísindamennirnir benda til þess að rannsókn og fjárfesting í tækni til að endurheimta sjaldgæf jarðefni úr náttúrulegu vatni geti framleitt verðmæta hrávöru og hjálpað til við að leysa vandamál tengd súrum steinum og frárennsli námu, sem mun versna með breytingum á loftslagi.

Sjaldgæf jarðefni eru notuð til að búa til margar vörur. Þess vegna hefur ríkisstjórn okkar verið að leita að heimildum en á sama tíma hefur námuvinnsla skilið eftir sig óafmáanlegt mark í vestur hafinu. Ef við getum safnað sumum af þessum efnum sem hafa borist í umhverfi okkar getur verið þess virði að meðhöndla þetta vatn og endurvinna þetta efni á sama tíma.

Þetta vandamál verður sífellt alvarlegra og við þurfum að takast á við það. Ef við getum leyst þetta vandamál ítarlega getum við haft dýrmæt úrræði og tekið tillit til loftslagsaðlögunar.