Wetenschapper ontdekt hoe toxines gevonden in honderden kolenplanten te bevatten

Ten eerste, het slechte nieuws: een analyse door Earth Justice en het Environmental Integrity Project wees uit dat honderden kolencentrales in het hele land gevaarlijke gifstoffen lengen in het omringende grondwater. Maar wetenschappers van North Carolina State University hebben misschien al een oplossing gevonden voor een dringend en gevaarlijk probleem.

In het rapport, dat maandag is uitgegeven, zijn openbare gegevens van kolenassen bij 265 kolencentrales geanalyseerd en gevonden 91 procent van hen lenen gevaarlijke gifstoffen zoals arsenicum, lood of radium de omgeving in. Op hetzelfde moment, een papier vrijgegeven online maandag voorafgaand aan afdrukken in de Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering toont een manier waarop wetenschappers dit probleem kunnen aanpakken met behulp van een bacterieel biocement.

Het contaminatierapport was co-auteur van Abel Russ, een senior advocaat bij de non-profit watchdog-organisatie het Environmental Integrity Project (EIP), en het biocement paper was voor het eerst geschreven door Brina Montoya, Ph.D., een universitair hoofddocent van de civiele techniek bij North Carolina State University.

In het onderzoek van Montoya laat haar team zien dat het mengen van de slurry van kolenafval tot een biocement kan helpen voorkomen dat toxines in kolenas verloren gaan door dwalen. Maar om te begrijpen hoe dit probleem het probleem kan oplossen, is het belangrijk om een ​​beetje te weten hoe kolencentrales werken

Hoe komen gifstoffen uit steenkool in grondwater terecht?

Zodra steenkool wordt verbrand voor energie, wordt die steenkool een hoop as die gevaarlijke chemicaliën bevat, waarvan sommige bekende carcinogenen zijn - denk: arseen. Die as wordt vervolgens afgezet op speciale stortplaatsen of, soms, vijvers waar het wordt gemengd met water om een ​​suspensie te vormen. Soms loopt deze drijfmest over de top - net als toen de orkaan Florence in september North Carolina trof en de giftige drijfmest in de Cape Fear-rivier lekte.

Russ legt uit dat zodra deze as een aantal jaren op een stortplaats of in een vijver zit, deze gifstoffen uitlogen in de omliggende ondergrondse omgeving - ook in het grondwater als het in de buurt is. De EPA schat dat in 2012 470 steenkoolcentrales in de VS 110 miljoen ton as produceerden - dus het spul blijft maar opstapelen.

De EPA - en ook leden van de kolenindustrie - is zich ervan bewust dat gifstoffen uit stortplaatsen of vijvers kunnen oplopen in het omringende grondwater, zegt Russ, daarom geeft het opdracht dat deze bewaarplaatsen bekleed zijn met een ondoordringbare substantie die verondersteld wordt de nare te houden spul in het gat - een beetje als een plastic voering in een zwembad.

Earth Justice's kaart van de gegevens van het rapport suggereert dat 95 procent van de kolenasvijvers ongevoerd zijn, maar Russ zegt dat zelfs degenen die wel liners hebben nog steeds met een probleem geconfronteerd worden:

"Het komt vrij vaak voor dat stortplaatsen en vijvers zo worden aangelegd dat ze grondwater raken", vertelt Russ Inverse. "In een dergelijke situatie, zelfs als je een ondoordringbare dop over de stortplaats of vijver steekt, zal het water de hele tijd door de as spoelen en die giftige verontreinigende stoffen uitlekken en naar het milieu brengen."

Maar zelfs vijvers die afgedekt zijn, hebben nog steeds een probleem. Het rapport analyseerde stortplaatsen en grondwatervoorzieningen afzonderlijk, en het toonde aan dat 76 procent van de stortplaatsen onveilige niveaus van verontreinigende kolenas in de buurt had. Vijvers waren erger: 92 procent van de vijvers had onveilige niveaus van verontreinigende stoffen in de buurt. Grondwater in de buurt van een fabriek ten noordwesten van Pittsburgh had bijvoorbeeld arseengehaltes 372 keer hoger dan veilige niveaus. Negentien mijl ten zuidoosten van Washington, D.C., toont het rapport aan dat as van drie kolencentrales gevaarlijke niveaus van acht verschillende verontreinigende stoffen in het grondwater heeft gelekt.

"We zagen constant meerdere vervuilende stoffen boven veilige niveaus", zegt Russ. "Meer dan de helft heeft ten minste vier verontreinigende stoffen aanwezig op onveilige niveaus. Als het regent, giet het."

Welke oplossingen staan ​​op tafel?

In 2015 vereiste de doorgang van de verwijderingsprocedure voor kolenassen dat planten gegevens vrijgeven over nabijgelegen grondwater, zodat het publiek verontreinigende stoffen kan volgen die afkomstig kunnen zijn van stortplaatsen en vijvers. Het gaf ook richtlijnen voor liners in nieuwe fabrieken.

Montoya's paper is specifiek van toepassing op oppervlaktewater - ze waren bezig met morsen - maar in principe geeft haar artikel aan dat biocement de consistentie van de koolasmest kan veranderen om het vast in de vijver te houden, zelfs als de voeringen ontbreken.

Het team van Montoya, dat werkt met een beurs van het Electric Power Research Institute, heeft de aard van de kolenasmest zelf bekeken door het te mengen met de bodembacteriën Sporosarcina pasteurii, evenals ureum en calcium. Toen ze die ingrediënten combineerde met een kolenasmest in een reeks laboratoriumexperimenten, werd die dunne koolasmorserij dikker.

"Het resulterende biocement zou de steenkoolas niet volledig solide maken, maar het zou veel stroperiger zijn dan de bestaande kolenasmest", aldus Montoya. "Ons doel met dit werk was om te zien of we bacteriën konden gebruiken om een ​​biocementmatrix te maken in kolenasvijvers, waardoor de kolenas stijver en gemakkelijker te bevatten was."

Russ heeft gehoord van vergelijkbare oplossingen, maar geeft de voorkeur aan een eenvoudige aanpak die een ingrijpende verandering teweeg zou brengen in de kolenindustrie. "Ik ben een beetje achterdochtig omdat alles wat in contact komt met water in de loop van de tijd kapot gaat", voegt hij eraan toe. "Ik denk dat het beste nog te doen is om de as te graven in gebieden waar het kwetsbaar is om te ontsnappen in de omgeving."

Hij zou liever zien dat deze planten worden opgegraven en naar gebieden worden verplaatst waar ze zijn geen kans dat ze in contact komen met grondwater - voor het geval er iets misgaat. Dit, voegt hij eraan toe, zou planten ook de mogelijkheid geven om betere voeringen te creëren op veiligere locaties.

Wanneer het kolencentrales betreft, is er zelden goed nieuws - tenminste vanuit een milieuperspectief. Op welke manier de EPA en de steenkoolindustrie het erover eens zijn om te gaan, het is veelbelovend dat er op zijn minst meer dan één haalbare manier is om de schade te beperken.