美國杜克大學(xué)（Duke University）的科學(xué)家開發(fā)了一種新型的鑒定型示蹤劑，可用來識別粉煤灰水污染，并與其他污染源相區(qū)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：“聯(lián)邦和州政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以運(yùn)用這些新工具來監(jiān)測粉煤灰的環(huán)境效應(yīng)，以確定其是否對環(huán)境造成了影響。這些工具可用來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：“以往識別環(huán)境中的粉煤灰污染物，完全依賴于污染物的化學(xué)變化。”新開發(fā)的示蹤劑具備額外的鑒定特征，為監(jiān)管者提供了更準(zhǔn)確、更系統(tǒng)的工具。該示蹤劑在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)地實(shí)驗(yàn)中都測試過，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：“粉煤灰中硼的同位素特征往往與自然界中或其他來源產(chǎn)生的硼不同。鍶的特征一般不是很明顯，但是當(dāng)兩種示蹤劑結(jié)合運(yùn)用時(shí)，就能為證明污染是否來自粉煤灰提供有力證據(jù)。”
Ruhl最終表示，她希望這些示蹤劑可以幫助企業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定出更安全的粉煤灰儲(chǔ)存和處理方式。
本研究進(jìn)行之時(shí)，美國環(huán)境保護(hù)署（U.S. EPA）向美國行政管理和預(yù)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(guī)來管控粉煤灰的儲(chǔ)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(jié)果。
為了檢驗(yàn)示蹤劑的可靠性，研究人員進(jìn)行了三種類型的實(shí)驗(yàn)。首先，他們從美國三個(gè)產(chǎn)煤區(qū)（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(yàn)室中進(jìn)行試驗(yàn)，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(shù)，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）電廠粉煤灰設(shè)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）電廠泄露事故中采集的粉煤灰渣與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果分別進(jìn)行比較。
結(jié)果表明，試驗(yàn)中各個(gè)來源的粉煤灰的同位素特征相同。這一點(diǎn)在第三輪試驗(yàn)中得到進(jìn)一步的證實(shí)。研究人員在北卡羅來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(dú)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：“這些試驗(yàn)證實(shí)，我們開發(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(nèi)）造成的污染區(qū)分開。這種新型示蹤劑對于保護(hù)環(huán)境和解決公眾在某些環(huán)境問題（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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