Nästan 2, 000 aktiva deponier är spridda över USA, med majoriteten av sopor som slängs av hem och företag som hittar till en soptipp. De resulterande kemikalierna och toxiner som byggs upp på dessa platser kan sedan läcka ut i mark och grundvatten, och detta "lakvatten" kan utgöra allvarliga faror för miljön och för människorna som bor i närheten.

För att hjälpa miljöbyråer att bekämpa de giftiga hoten från soptippar, forskare vid University of Missouri - i samarbete med USDA Forest Service - har utvecklat ett system som rangordnar de toxiner som finns på en deponi efter toxicitet och kvantitet, tillåta myndigheter att skapa mer specifika och effektiva planer för att bekämpa lakvatten.

"Lakevatten från deponier kan orsaka cancer och andra allvarliga skador, och det är ett hot om det intas, inandas eller berörs, sade Chung-Ho Lin, en forskardocent vid MU Center for Agroforestry vid Lantbrukshögskolan, Mat och naturresurser. "Detta är första gången ett system har skapats som automatiskt kan prioritera de föroreningar som släpps ut från en deponi baserat på deras toxicitet och överflöd."

Systemet bygger på en algoritm skapad av Elizabeth Rogers, en doktorand som arbetar under Lins ledning vid University of Missouri och en USDA Pathways Intern. Rogers hämtade från ett tidigare existerande system utformat för att prioritera kemikalier i "fracking" av avloppsvatten och anpassade det för att gälla föroreningar av deponier.

Kombinera algoritmen med tre "toxicitetsdatabaser" som refereras till när man analyserar ett prov från en deponi, systemet tar en traditionellt tidskrävande och dyr process – att identifiera en förorening och fastställa dess överflöd och potentiella skador – och gör det rutinmässigt. Resultatet är ett prioriteringssystem som kan rangordna föroreningar genom att ta hänsyn till både deras totala toxicitet och prevalens på en given plats. Dessutom, prioriteringen av föroreningar kan enkelt anpassas utifrån faktorer och mål som kan variera från plats till plats.

Ronald Zalesny Jr., en övervakande växtgenetiker för USDA Forest Service som också är mentor för Rogers, arbetade med Lin och Rogers i studien för att optimera prioriteringssystemet och utforska dess användbarhet. För honom, förmågan att lätt identifiera, kvantifiera och rangordna föroreningar från deponier tillgodoser ett mycket verkligt behov.

Zalesny Jr. är en huvudutredare för ett projekt som utnyttjar träd för att städa upp förorenad jord och vatten vid soptippar. Genom en naturlig process som kallas fytoremediation, poppel- och pilträden hjälper till att försämras, absorbera och på annat sätt hämma föroreningar och det grundvattenavrinning som transporterar dem.

Att veta vilka föroreningar som är de viktigaste målen på en given plats är avgörande, sa Zalesny Jr. eftersom olika träd använder olika metoder för att ta bort föroreningar från jorden, och ingen enskild metod fungerar på alla typer av föroreningar.

"Förr, vi har mestadels riktat in oss på de vanligaste föroreningarna, såsom herbicider och föroreningar från råolja, " sa Zalesny Jr. "Med detta prioriteringsverktyg, vi kunde nu gå till i princip vilken förorenad plats som helst, identifiera de främsta föroreningarna och matcha dessa föroreningar med våra träd för att skapa en hållbar, långsiktig lösning för att sanera föroreningar."

Zalesny Jrs projekt är en del av Great Lakes Restoration Initiative, som strävar efter att skydda de stora sjöarna från miljöförstöring genom att tillhandahålla relevant finansiering till federala myndigheter. Om förorenat avrinning från deponier tar sig in i floder och bäckar, det kan i slutändan ta sig in i de stora sjöarna, sa Zalesny Jr.

Rogers, vem skapade algoritmen som snabbt kan sortera föroreningar efter deras relativa toxicitet, ser en annan viktig fördel med systemet. Även om många deponiföreskrifter inte har uppdaterats på decennier, nya klasser av föroreningar fortsätter att anlända till deponier, utgör ett problem för dem som försöker mildra sina effekter. Genom att erbjuda forskare och forskare uppdaterad information om hundratals möjliga föroreningar, prioriteringssystemet skulle kunna hjälpa miljöorgan att ta itu med fler av dessa farliga nyanlända.

"Några av de mest potentiellt skadliga föreningarna som vi identifierade med detta schema var från saker som antibiotika eller receptbelagda mediciner, som kan ha allvarliga effekter på det mänskliga endokrina systemet, ", sade Rogers. "Det fanns också föreningar från personliga vårdprodukter. Och även om vi vet att dessa nyare klasser av föreningar kan ha negativa effekter, det finns fortfarande mycket vi inte vet om dem, och de hamnar på soptippar. Förhoppningsvis kommer användningen av detta system att uppmuntra mer forskning om deras effekter."