Forskare från North Carolina State University har utvecklat en teknik som använder bakterier för att producera "biocement" i kolaskadammar, göra kolaskan lättare att lagra och begränsa risken för utsläpp av kolaska till ytvatten.

Kolaska produceras av koleldade kraftverk och lagras ofta i dammar. Om väggarna i dessa dammar misslyckas, de kan spilla kolaska i närliggande ytvatten – som hände i kölvattnet av orkanen Florence 2018, i Virginias Dan River 2014, och i Tennessee 2008. Dessa utsläpp kan få betydande konsekvenser, eftersom kolaska innehåller föroreningar som kvicksilver och arsenik.

"Vårt mål med detta arbete var att se om vi kunde använda bakterier för att skapa en biocementmatris i kolaskadammar, gör kolaskan styvare och lättare att innehålla, säger Brina Montoya, en biträdande professor i civil, bygg- och miljöteknik vid NC State och medförfattare till två artiklar om arbetet.

Specifikt, forskarna ville använda sig av bakteriearter som livnär sig på urea och, i närvaro av kalcium, producerar en styv substans som binder till omgivande fasta ämnen. Den resulterande biprodukten kallas biocement.

"Tanken är att introducera dessa bakterier - som normalt finns i marken - i kolaskadammar, tillsammans med urea och kalcium, " säger Montoya. "Det resulterande biocementet skulle inte göra kolaskan helt fast, men det skulle vara mycket mer trögflytande än den befintliga kolaskuppslamningen."

I laboratorieförsök, forskarna fann att processen fungerar med kolaska – bakterierna skapar biocement med hjälp av kolaska, och kolaskslammet blir styvare. Med andra ord, kolaskablandningen är mycket mindre rinnig.

"Detta kommer säkerligen att göra det lättare att innehålla, och mindre benägna att bidra till dammfel som släpper ut kolaska i ytvatten, säger Montoya.

Men forskarna hoppas att det bakteriella biocementet också ska ha en andra fördel.

Eftersom de flesta kolaskadammar helt enkelt är ofodrade hål i marken, föroreningar i kolaskan kan läcka ut i grundvattnet, väcker miljö- och folkhälsoproblem. Forskarna hoppas att biocementet också kan fånga potentiellt giftiga metaller i kolaskan – även om det arbetet pågår.

"Vi har fortfarande mycket att göra innan den här tekniken kan implementeras i stor skala, men vi skulle välkomna alla branschpartner som är intresserade av att hjälpa oss att finjustera processen för användning för att hantera utmaningarna kring lagring av kolaska, säger Montoya.

Den senaste artikeln om arbetet, "Förbättring av kolaska kompressibilitetsparametrar med hjälp av mikrobiell inducerad karbonatfällning, " publiceras i Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering . Den tidigare uppsatsen om arbetet, "Mikrobiell inducerad kalciumkarbonatfällning i kolaska, " publiceras med öppen tillgång i tidskriften Geoteknik .