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美國杜克大學(xué)開(kāi)發(fā)可識別粉煤灰水污染的新型的鑒定示蹤劑
發(fā)布日期:2015/2/11 11:22:11

  美國杜克大學(xué)(Duke University)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新型的鑒定型示蹤劑,可用來(lái)識別粉煤灰水污染,并與其他污染源相區分。


  Avner Vengosh是杜克大學(xué)尼古拉斯環(huán)境學(xué)院(Duke's Nicholas School of the Environment)的地球化學(xué)和水質(zhì)學(xué)教授,他說(shuō):“聯(lián)邦和州政府監管機構可以運用這些新工具來(lái)監測粉煤灰的環(huán)境效應,以確定其是否對環(huán)境造成了影響。這些工具可用來(lái)追蹤粉煤灰污水的源頭,也適用于可能有多個(gè)污染源的流域。”


  他還說(shuō):“以往識別環(huán)境中的粉煤灰污染物,完全依賴(lài)于污染物的化學(xué)變化。”新開(kāi)發(fā)的示蹤劑具備額外的鑒定特征,為監管者提供了更準確、更系統的工具。該示蹤劑在實(shí)驗室和實(shí)地實(shí)驗中都測試過(guò),其原理在于,粉煤灰污水中具有硼和鍶兩元素特有的同位素和地球化學(xué)特征。


  美國阿肯色大學(xué)(University of Arkansas)的地球科學(xué)助理教授Laura S. Ruhl說(shuō):“粉煤灰中硼的同位素特征往往與自然界中或其他來(lái)源產(chǎn)生的硼不同。鍶的特征一般不是很明顯,但是當兩種示蹤劑結合運用時(shí),就能為證明污染是否來(lái)自粉煤灰提供有力證據。”


  Ruhl最終表示,她希望這些示蹤劑可以幫助企業(yè)和監管機構制定出更安全的粉煤灰儲存和處理方式。


  本研究進(jìn)行之時(shí),美國環(huán)境保護署(U.S. EPA)向美國行政管理和預算局(Office of Management and Budget)提交了一份提案,限制向自然環(huán)境中棄置粉煤灰,并首次提議確立聯(lián)邦法規來(lái)管控粉煤灰的儲存和處理。Vengosh和Ruhl于2014年12月在同行評審期刊Environmental Science & Technology上發(fā)表了他們的研究結果。


  為了檢驗示蹤劑的可靠性,研究人員進(jìn)行了三種類(lèi)型的實(shí)驗。首先,他們從美國三個(gè)產(chǎn)煤區(阿巴拉契亞盆地、伊利諾斯盆地和保德里弗盆地)分別采集了粉煤灰樣本。先在實(shí)驗室中進(jìn)行試驗,對樣品浸出和釋放到附近的水域后自然環(huán)境的變化情況進(jìn)行模擬,并測量每個(gè)樣品浸出液的相關(guān)參數,用以表征硼和鍶的同位素特征。


  然后,他們收集了從北卡羅萊納州(North Carolina)和田納西州(Tennessee)電廠(chǎng)粉煤灰設施中排出的廢水,并將其與2008年在田納西河谷管理局(Tennessee Valley Authority)電廠(chǎng)泄露事故中采集的粉煤灰渣與實(shí)驗室試驗結果分別進(jìn)行比較。


  結果表明,試驗中各個(gè)來(lái)源的粉煤灰的同位素特征相同。這一點(diǎn)在第三輪試驗中得到進(jìn)一步的證實(shí)。研究人員在北卡羅來(lái)納州采集粉煤灰池下游湖泊和河流中的水樣和沉積物樣本,示蹤劑清楚地顯示,這些樣本中硼和鍶的特征與粉煤灰的獨特成分相匹配,不同于從未受粉煤灰污染的湖泊和河流中所采的樣本。


  Vengosh說(shuō):“這些試驗證實(shí),我們開(kāi)發(fā)的新型示蹤劑有助于識別環(huán)境中的粉煤灰污染物,并將其與同一流域其他原因(包括水力壓裂在內)造成的污染區分開(kāi)。這種新型示蹤劑對于保護環(huán)境和解決公眾在某些環(huán)境問(wèn)題(如粉煤灰或水力壓裂污染)上的爭議,都具有十分重要的意義。”

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