A inalação de poeira que contém partículas de cinzas volantes da combustão do carvão foi associada a doenças pulmonares e cardíacas, Câncer, distúrbios do sistema nervoso e outros efeitos nocivos.

Mas rastrear a presença de cinzas de carvão na poeira tem sido um desafio para os cientistas.

Até agora.

Pesquisadores da Duke University e da University of North Carolina Chapel Hill desenvolveram um novo traçador forense que usa isótopos de chumbo para detectar cinzas volantes de carvão em poeira e outros sólidos, incluindo solo e sedimentos. A cinza volante é um particulado fino produzido pela queima de carvão pulverizado.

Testes mostram que o traçador pode distinguir entre a assinatura química do chumbo que vem das cinzas de carvão e do chumbo que vem de outras fontes humanas ou naturais importantes, incluindo contaminação legada de gasolina com chumbo e tinta com chumbo.

"O chumbo adiciona à nossa caixa de ferramentas forenses e nos dá um novo método poderoso para rastrear a contaminação por cinzas volantes no meio ambiente, "disse Avner Vengosh, professor de geoquímica e qualidade da água na Duke's Nicholas School of the Environment.

O rastreador amplia a capacidade dos cientistas de avaliar e monitorar os riscos de exposição de pessoas que vivem ou trabalham perto de tanques de cinzas de carvão e aterros sanitários ou perto de locais onde a cinza de carvão está sendo espalhada no solo como enchimento ou reutilizada para outros fins.

"Muitos trabalhadores de limpeza e residentes locais que foram expostos à poeira de cinzas volantes contendo altos níveis de chumbo, arsênico e outros contaminantes após o derramamento maciço de cinza de carvão TVA no leste do Tennessee em 2008 experimentaram efeitos debilitantes à saúde, "Vengosh disse." Comunidades próximas a instalações de armazenamento de cinzas de carvão ou locais onde as cinzas de carvão foram misturadas ao solo como aterro agora estão preocupadas que também possam ser expostas a contaminantes prejudiciais. "

"Esses tipos de riscos só vão aumentar com a proposta pendente da EPA de relaxar as restrições sobre o espalhamento de cinzas de carvão para 'uso benéfico' ou armazená-las em poços não revestidos e aterros sanitários, "Vengosh disse.

"Nossa esperança é que este novo rastreador, que aumenta o conjunto de traçadores isotópicos que já desenvolvemos para rastrear a contaminação de cinzas de carvão em ambientes aquáticos, nos ajudará a fornecer maior proteção às comunidades em risco, " ele disse.

Vengosh e seus colegas publicaram seu estudo revisado por pares em 16 de outubro em Cartas de ciência e tecnologia ambiental . Eles analisaram 45 amostras de cinzas volantes coletadas de 12 usinas elétricas movidas a carvão dos EUA entre 2004 e 2013. Dezesseis amostras das cinzas volantes originadas do carvão dos Apalaches, 22 vieram do carvão na Bacia de Illinois, e sete vieram da bacia do rio Powder.

É o primeiro estudo a fornecer uma análise sistemática de isótopos de chumbo em cinzas volantes de carvão de todas as três principais bacias produtoras de carvão dos EUA.

Como um experimento de prova de conceito, os pesquisadores usaram o novo traçador de isótopos de chumbo para analisar sedimentos de Sutton Lake, no leste da Carolina do Norte. O lago serviu como represa para uma usina termoelétrica a carvão da década de 1970 até que a usina fosse substituída por uma usina movida a gás natural em 2013 e um estudo no início deste ano pela equipe de Vengosh mostrou que era o local de várias cinzas de carvão não relatadas derrama ao longo dos anos. Sutton Lake está localizado no rio Cape Fear, cerca de 11 milhas rio acima da cidade de Wilmington. Os pesquisadores também testaram amostras de sedimentos do vizinho Lago Waccamaw, que nunca foi usado como represamento de cinzas de carvão.

"Os testes mostraram que os sedimentos do Lago Sutton tinham uma impressão digital isotópica de chumbo semelhante à das cinzas volantes do carvão da Bacia dos Apalaches e bastante diferente dos sedimentos do Lago Waccamaw não afetado, "disse Zhen Wang, um estudante de doutorado no laboratório de Vengosh que foi o autor principal do estudo. "Isso foi consistente com os resultados do estudo anterior, confirmando nossas descobertas anteriores e validando a aplicabilidade dos isótopos de chumbo como uma nova ferramenta para rastrear a mosca do carvão perguntar no ambiente. "