Inandning av damm som innehåller flygaskepartiklar från kolförbränning har kopplats till lung- och hjärtsjukdomar, cancer, störningar i nervsystemet och andra biverkningar.

Men att spåra förekomsten av kolaska i damm har varit en utmaning för forskare.

Tills nu.

Forskare vid Duke University och University of North Carolina Chapel Hill har utvecklat ett nytt kriminaltekniskt spårämne som använder blyisotoper för att upptäcka kolflygaska i damm och andra fasta ämnen, inklusive jord och sediment. Flygaska är en fin partikel som framställs genom förbränning av pulveriserat kol.

Tester visar att spårämnet kan skilja mellan den kemiska signaturen hos bly som kommer från kolaska och bly som kommer från andra stora mänskliga eller naturliga källor, inklusive äldre föroreningar från blyhaltig bensin och blyfärg.

"Bly kompletterar vår kriminaltekniska verktygslåda och ger oss en kraftfull ny metod för att spåra flygaskakontamination i miljön, sa Avner Vengosh, professor i geokemi och vattenkvalitet vid Duke's Nicholas School of the Environment.

Spårämnet vidgar forskarnas förmåga att bedöma och övervaka exponeringsrisker för människor som bor eller arbetar nära kolaskadammar och deponier eller nära platser där kolaska sprids på marken som fyllning eller återanvänds för andra ändamål.

"Många städare och lokala invånare som exponerades för flygaskadamm som innehåller höga halter av bly, arsenik och andra föroreningar efter det massiva TVA-kolaskautsläppet i östra Tennessee 2008 har upplevt försvagande hälsoeffekter, "Sade Vengosh. "Samhällen nära lagringsanläggningar för kolaska eller platser där kolaska har blandats med jord som fyllning är nu oroliga för att de också kan utsättas för skadliga föroreningar."

"Dessa typer av risker kommer bara att öka under EPA:s väntande förslag om att mildra restriktionerna för spridning av kolaska för "nyttig användning" eller lagring av den i ofodrade gropar och deponier, " sa Vengosh.

"Vår förhoppning är att detta nya spårämne, som förstärker den svit av isotopiska spårämnen som vi redan har utvecklat för att spåra kolaskakontamination i vattenmiljöer, kommer att hjälpa oss att ge bättre skydd till samhällen i riskzonen, " han sa.

Vengosh och hans kollegor publicerade sin peer-reviewed studie 16 oktober in Miljövetenskap och teknikbrev . De analyserade 45 flygaskaprover som samlats in från 12 amerikanska koleldade kraftverk mellan 2004 och 2013. Sexton prover av flygaskan härrörde från kol från Appalacherna, 22 kom från kol i Illinois Basin, och sju kom från Powder River Basin.

Det är den första studien som ger en systematisk analys av blyisotoper i kolflygaska från alla tre stora kolproducerande bassänger i USA.

Som ett proof-of-concept-experiment, forskarna använde den nya blyisotopspåraren för att analysera sediment från Sutton Lake i östra North Carolina. Sjön fungerade som ett uppdämning för ett koleldat kraftverk från 1970-talet tills anläggningen ersattes med en naturgasdriven anläggning 2013 och en studie tidigare i år av Vengoshs team visade att det var platsen för flera orapporterade kolaska spill under åren. Sutton Lake ligger vid Cape Fear River cirka 11 miles uppströms från staden Wilmington. Forskarna testade också sedimentprover från den närliggande sjön Waccamaw, som aldrig har använts som kolaskeuppsamling.

"Testerna visade att Sutton Lake-sedimenten hade ett blyisotopiskt fingeravtryck som liknar flygaska från kol från Appalachian Basin och helt annorlunda än sedimenten i opåverkade Lake Waccamaw, sade Zhen Wang, en doktorand i Vengoshs labb som var huvudförfattare till studien. "Detta överensstämde med resultaten från den tidigare studien, bekräftar våra tidigare fynd och validerar tillämpligheten av blyisotoper som ett nytt verktyg för att spåra kolflugor i miljön."