Forskare som analyserade bottensediment från fem sjöar i North Carolina nära koleldade kraftverk säger att förorening av kolaska har kommit in i sjöarna via tre olika vägar. Kredit:Wang et al, Environmental Science and Technology
En analys av sediment från fem sjöar i North Carolina nära koleldade kraftverk har funnit att kolaska föroreningar av ytvatten har varit mer långlivade och utbredda än vad som tidigare var känt.
Fynden, från forskare vid Duke University och Appalachian State University, visar att stora mängder kolaska har överförts och deponerats i sjösediment sedan starten av kolverksamheten i North Carolina.
"Bottensedimenten i en sjö representerar en komplett historia av vad som har fallit i sjöns vatten och lagt sig till botten", säger Avner Vengosh, en Duke University Distinguished Professor of Environmental Quality vid Nicholas School of the Environment. "Med hjälp av våra åldersdateringsmetoder kunde vi gå tillbaka i tiden, i vissa fall även innan kolverket byggdes, och rekonstruera sjöarnas historia."
Kolaska är restmaterialet från förbränning av kol för att generera elektricitet, och är känt för att innehålla farliga metaller inklusive bly, krom, kadmium, kvicksilver, arsenik, selen och molybden, av vilka många har kopplats till mänskliga cancerformer och andra hälsoeffekter.
Föroreningarna är inte låsta i sjösedimenten, sa Vengosh. En kemisk analys av porvattnet i sjösedimenten visade att metallerna lakade ut från den nedgrävda kolaskan och kunde komma in i den akvatiska näringskedjan. Studien publiceras den 3 oktober i tidskriften Environmental Science &Technology.
"Dessa är rekreationssjöar", säger Zhen Wang, en Ph.D. student vid Duke Nicholas School of the Environment och huvudförfattaren till studien. "Några av dem, som Hyco Lake, byggdes ursprungligen för kolverket, men med åren har det blivit mycket eftertraktade fastigheter där människor bygger sina drömhem. Det ser väldigt orörda och vackert ut, men om du gräver i dig hitta högar av giftig kolaska."
De fem sjöarna i studien skapades för närliggande kolanläggningar:Hyco Lake och Mayo Lake, norr om Durham i Person County; Belews Lake, nordväst om Greensboro i Rockingham, Forsyth och Stokes län; Mountain Island Lake, nordväst om Charlotte i Mecklenburg County; och Lake Sutton, nordväst om Wilmington i Brunswick County. Som jämförelse tog forskarna också prov på Lake Waccamaw i Columbus County, väster om Wilmington, en naturlig sjö som dämdes upp 1926 så att den inte skulle torka ut under torka.
"Genom att titta på mikroskopet kunde vi identifiera de olika typerna av kolaska som avsattes över tiden i sjöarna", säger Ellen Cowan, professor i geologi vid Appalachian State University som var medförfattare till studien.
"På flera av platserna verkar det som att kolaska först dumpades i den närliggande sjön," sa Cowan. "Med tiden, när Clean Air Act verkställdes och scrubbers tillsattes i kolkraftverkens skorstenar för att fånga upp fina partiklar, ser vi förändringar i kolaskan med högre andelar små partiklar."
Ändå innehåller de små partiklarna av kolaska de högsta koncentrationerna av giftiga ämnen, vilket gjorde föroreningen värre för sjöarna, sa Vengosh. "Toxiciteten hos kolaskan blir faktiskt värre eftersom de små partiklarna innehåller högre koncentrationer av spårämnen."
Studieförfattarna föreslår att kolaskan kan nå sjöar på tre möjliga vägar:Atmosfäriska utsläpp av kolaska, särskilt före installationen av scrubbers, slog sig ner i närliggande landområden och spolades tillbaka i sjön av dess vattendelare; klimathändelser som tropiska stormar och orkaner översvämmade och spolade de närliggande kolaska uppsamlingarna för att svämma över i de närliggande sjöarna; och vanliga flöden av avloppsvatten från kolaska dammarna nådde sjön som en del av deras rutindrift.
"Medan vi tidigare trodde att sjöar och grundvatten förorenas av läckage eller avloppsvatten från kolaskadammar, indikerar de nya fynden att vi har underskattat miljöpåverkan av kolaska," sa Vengosh. "Vi trodde att majoriteten av kolaskan är begränsad till kolaskadammar och deponier. Nu ser vi att den redan finns i den öppna miljön."
Studieförfattarna varnar för att detta är ett mycket större problem och med tanke på klimatförändringarna kommer det bara att bli värre. "Vi gjorde en mycket detaljerad undersökning av fem sjöar, men det finns många sjöar eller öppna vattenreservoarer bredvid kolverk, inte bara North Carolina, utan över hela landet," sa Vengosh. "Fenomenet som vi upptäckte gäller förmodligen många andra platser i USA och alla kommer att vara sårbara för mer extrema väderhändelser och översvämningar som vi vet kommer från global uppvärmning." + Utforska vidare
