Kvicksilverkontamination har varit ett problem i Virginias South River sedan 1979, när kvicksilver upptäcktes i floden. Kvicksilver användes i industriella processer vid den tidigare DuPont-fabriken i Waynesboro, Virginia från 1929 till 1950 och i början av 1980-talet, Virginia Department of Health utfärdade råd för fiskkonsumtion längs South River.

Förnyade ansträngningar för att ta itu med den gamla kvicksilverföroreningarna i floden började 2001 när DuPont Company och olika Virginia -tillsynsmyndigheter etablerade South River Science Team (SRST). SRST började tillämpa en vattendelarsnivå, riskbaserad bedömningsprocess för att bedöma varför kvicksilverkoncentrationerna förblir höga i South River och vad som kan göras för att åtgärda det.

År 2004 University of Delaware Professor James Pizzuto började arbeta med SRST och tittade på kvicksilverföroreningar i South River. Nu, 16 år senare med medel säkrade för att fortsätta forskningen fram till 2022, att arbetet har lett till 14 publikationer, med fyra doktorander och sex magisterstudenter som har fått praktisk forskningserfarenhet som arbetar med projektet.

Pizzuto sa att arbetet inte kunde ha slutförts utan hjälp av hans fakultetskollegor vid institutionen för geovetenskaper vid UDs College of Earth, Hav och miljö. Professor Michael O'Neal hjälpte Pizzuto genom att undersöka floden 25 mil genom användning av fjärranalyserade data från lidar och flygfotografering. Professor Neil Sturchio och Kyungsoo Yoo, en tidigare biträdande professor vid UD som nu arbetar som professor vid University of Minnesota, Tvillingstäder, hjälpte också Pizzuto med projektet.

Kvicksilverkontamination

När kvicksilver upptäcktes i floden 1976, studier gjordes som visade att kvicksilveret var spritt mellan flera miljökammare inklusive flodmarker. Svarplanen var att övervaka systemet, inklusive fisken, för att utvärdera om kvicksilverkoncentrationerna skulle dämpas med den hastighet som visas i modellering av vattendelar.

"De gjorde det fram till nästan 2000, och de märkte att kvicksilverföroreningen i fisken inte blev bättre. På några ställen, det blev värre, "sa Pizzuto." Så de bestämde sig för att de måste öka sin forskning. "

Vid det tillfället, allt som var känt var att det fanns kvicksilver i fisken, men vägen för hur kvicksilveret hamnade i fisken var fortfarande okänt. Forskarna antog att det måste finnas en pågående kvicksilverkälla, och SRST började undersöka potentiella källor.

"De bad mig börja jobba på det, och under de närmaste åren, de fick en rad konsulter och de anställde många akademiker och andra experter för att titta på biota, en del av den geokemiska cyklingen, och många olika aspekter av problemet, sa Pizzuto, som studerar floder, hur de beter sig och vad de bär på, mestadels med sediment.

I detta fall, Pizzuto tittar på kvicksilveret som är fäst vid sedimentet i floden, rörelsen av sedimentära partiklar genom vattendelaren och konsekvenserna av detta för flodens restaurering, förvaltning av vattendelar och geologiska problem.

Pizzuto, hans team och andra forskare började övervaka och samla in data och började gradvis komma med några idéer om källan till förorening i South River. De upptäckte att en betydande pågående källa till kontaminering var relaterad till det faktum att kvicksilvret har en hög affinitet för fasta ämnen och att kvicksilver i utsläpp från anläggningar hade fäst sig vid fina sedimentpartiklar.

"Under översvämningar, dessa partiklar kan avsättas på översvämningsslätten, och efter det händer, de bara sitter där, " sa Pizzuto. "Då, som floder gör, floden urholkar dess stränder och återvinner det materialet, och det går tillbaka i strömmen. Så hela översvämningsslätten är denna stora reservoar av sediment förorenade med kvicksilver som floden fortsätter att komma åt. "

Studier visade också att vissa bankjordar innehöll högre kvicksilverhalter än flodslätterjordarna. Pizzutos team tillbringade ett antal år med att dokumentera det problemet och upptäckte att tillgången på kvicksilver från den källan var tillräckligt stor för att ta hänsyn till föroreningen som hittades i flodens fisk.

Nuvarande jobb

Med datainsamlingen i handen, SRST har börjat gå från den vetenskapliga fasen av studien till en saneringsplan för att försöka skydda stränderna så att floden inte längre kan komma åt de förorenade sedimenten. De har börjat uppströms och arbetar sig nedströms, övervakning längs vägen för att se om saneringsplanen fungerar.

"Det är ett ganska experiment, ingen har någonsin städat upp en floddal med denna nivå av förorening framgångsrikt tidigare, sa Pizzuto.

Pizzutos roll nu är att hjälpa dem med övervakningen. Medan Pizzuto sa att SRST-medlemmarna känner att de kommer att lyckas med att begränsa den pågående kvicksilverkällan från flodbankerosion, det finns fortfarande förorenat kvicksilver i flodbotten.

"De vill att vi ska berätta för dem hur lång tid det kommer att ta för floden att rensa ut sin flodbotten och hur dessa saker gradvis kommer att röra sig nedströms och förhoppningsvis lämna området, "sa Pizzuto." Så nu är de tillbaka till den självrensande hypotesen men bara i en begränsad del av systemet. "

Pizzuto kommer att övervaka flodbottensedimenten fram till 2022 och sa att det är en svår sak att studera eftersom det inte finns en överenskommelse om rätt metod.

De försöker skapa kontrollerade utomhusexperiment – ​​kallade mesokosmer – med prover som innehåller flodbottensediment och så provtagarna med små sedimentpartiklar som kvicksilvret fäster vid i flodbädden. Provtagarna placeras sedan i floden för att se hur lång tid det tar för floden att ta bort partiklarna som de stoppar i behållarna. Av den informationen, de hoppas kunna utveckla relationer som förhoppningsvis kan gälla hela floden.

De samlar för närvarande bakgrundsinformation om var de ska placera mesokosmosprovtagarna i floden.

"Vi måste veta mycket om floden för att kunna tolka resultaten som vi får så vi har gjort mycket kartläggning och hydrodynamisk modellering och provtagning, och vi har varit tvungna att designa dessa samplers från grunden så vi jobbar fortfarande på dem, "sa Pizzuto." Vi borde vara redo att släcka dem i framtiden och de kommer att sitta där i en eller annan form förmodligen ett par år medan vi tittar för att se vad som händer med dem. "

Förutom O'Neal och Sturchio, Christy Li, en doktorand i CEOE, och Anne Kelly, en magisterstudent i CEOE, arbetar också med det pågående projektet.