美國(guó)杜克大學(xué)（Duke University）的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新型的鑒定型示蹤劑，可用來(lái)識(shí)別粉煤灰水污染，并與其他污染源相區(qū)分。
Avner Vengosh是杜克大學(xué)尼古拉斯環(huán)境學(xué)院（Duke's Nicholas School of the Environment）的地球化學(xué)和水質(zhì)學(xué)教授，他說(shuō)：“聯(lián)邦和州政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以運(yùn)用這些新工具來(lái)監(jiān)測(cè)粉煤灰的環(huán)境效應(yīng)，以確定其是否對(duì)環(huán)境造成了影響。這些工具可用來(lái)追蹤粉煤灰污水的源頭，也適用于可能有多個(gè)污染源的流域。”
他還說(shuō)：“以往識(shí)別環(huán)境中的粉煤灰污染物，完全依賴于污染物的化學(xué)變化。”新開(kāi)發(fā)的示蹤劑具備額外的鑒定特征，為監(jiān)管者提供了更準(zhǔn)確、更系統(tǒng)的工具。該示蹤劑在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)地實(shí)驗(yàn)中都測(cè)試過(guò)，其原理在于，粉煤灰污水中具有硼和鍶兩元素特有的同位素和地球化學(xué)特征。
美國(guó)阿肯色大學(xué)（University of Arkansas）的地球科學(xué)助理教授Laura S. Ruhl說(shuō)：“粉煤灰中硼的同位素特征往往與自然界中或其他來(lái)源產(chǎn)生的硼不同。鍶的特征一般不是很明顯，但是當(dāng)兩種示蹤劑結(jié)合運(yùn)用時(shí)，就能為證明污染是否來(lái)自粉煤灰提供有力證據(jù)。”
Ruhl最終表示，她希望這些示蹤劑可以幫助企業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定出更安全的粉煤灰儲(chǔ)存和處理方式。
本研究進(jìn)行之時(shí)，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（U.S. EPA）向美國(guó)行政管理和預(yù)算局（Office of Management and Budget）提交了一份提案，限制向自然環(huán)境中棄置粉煤灰，并首次提議確立聯(lián)邦法規(guī)來(lái)管控粉煤灰的儲(chǔ)存和處理。Vengosh和Ruhl于2014年12月在同行評(píng)審期刊Environmental Science & Technology上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
為了檢驗(yàn)示蹤劑的可靠性，研究人員進(jìn)行了三種類型的實(shí)驗(yàn)。首先，他們從美國(guó)三個(gè)產(chǎn)煤區(qū)（阿巴拉契亞盆地、伊利諾斯盆地和保德里弗盆地）分別采集了粉煤灰樣本。先在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)樣品浸出和釋放到附近的水域后自然環(huán)境的變化情況進(jìn)行模擬，并測(cè)量每個(gè)樣品浸出液的相關(guān)參數(shù)，用以表征硼和鍶的同位素特征。
然后，他們收集了從北卡羅萊納州（North Carolina）和田納西州（Tennessee）電廠粉煤灰設(shè)施中排出的廢水，并將其與2008年在田納西河谷管理局（Tennessee Valley Authority）電廠泄露事故中采集的粉煤灰渣與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果分別進(jìn)行比較。
結(jié)果表明，試驗(yàn)中各個(gè)來(lái)源的粉煤灰的同位素特征相同。這一點(diǎn)在第三輪試驗(yàn)中得到進(jìn)一步的證實(shí)。研究人員在北卡羅來(lái)納州采集粉煤灰池下游湖泊和河流中的水樣和沉積物樣本，示蹤劑清楚地顯示，這些樣本中硼和鍶的特征與粉煤灰的獨(dú)特成分相匹配，不同于從未受粉煤灰污染的湖泊和河流中所采的樣本。
Vengosh說(shuō)：“這些試驗(yàn)證實(shí)，我們開(kāi)發(fā)的新型示蹤劑有助于識(shí)別環(huán)境中的粉煤灰污染物，并將其與同一流域其他原因（包括水力壓裂在內(nèi)）造成的污染區(qū)分開(kāi)。這種新型示蹤劑對(duì)于保護(hù)環(huán)境和解決公眾在某些環(huán)境問(wèn)題（如粉煤灰或水力壓裂污染）上的爭(zhēng)議，都具有十分重要的意義。”
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