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    Novos testes podem detectar partículas minúsculas, mas tóxicas, de cinzas de carvão no solo

    Crédito CC0:domínio público

    Cientistas da Duke University desenvolveram um conjunto de quatro novos testes que podem ser usados ​​para detectar a contaminação por cinzas de carvão em solo com sensibilidade sem precedentes.

    Os testes são projetados especificamente para analisar o solo quanto à presença de partículas de cinzas volantes, portanto, pequenos outros testes podem ignorá-las.

    As cinzas volantes são parte dos resíduos da combustão de carvão (CCRs) que são gerados quando uma usina de energia queima carvão pulverizado. As minúsculas partículas de cinza volante, que geralmente são microscópicos em tamanho, contêm altas concentrações de arsênico, selênio e outros elementos tóxicos, muitos dos quais foram enriquecidos pelo processo de combustão.

    Enquanto a maioria das cinzas volantes é capturada por armadilhas na usina e descartada em depósitos de cinzas de carvão e aterros sanitários, alguns escapam e são emitidos para o meio ambiente. Hora extra, essas partículas podem se acumular no solo a favor do vento da planta, potencialmente apresentando riscos ao meio ambiente e à saúde humana.

    "Por causa do tamanho dessas partículas, tem sido um desafio detectá-los e medir a quantidade de cinzas volantes que se acumulou, "disse Avner Vengosh, Distinto Professor de Qualidade Ambiental na Duke's Nicholas School of the Environment. "Nossos novos métodos nos dão a capacidade de fazer isso - com alto nível de certeza."

    Os resíduos da combustão do carvão são os maiores resíduos sólidos industriais produzidos nos Estados Unidos. Quando o solo contaminado com cinzas volantes é revolvido ou desenterrado, poeira contendo as cinzas pode ser transportada pelo ar para casas próximas e outros ambientes internos. A inalação de poeira que contém partículas de cinzas volantes com altos níveis de metais tóxicos tem sido associada a doenças pulmonares e cardíacas, Câncer, distúrbios do sistema nervoso e outros efeitos nocivos.

    "Ser capaz de rastrear a contaminação de volta ao seu local de origem é essencial para proteger a saúde pública e identificar onde os esforços de remediação devem ser focados, "disse Zhen Wang, um estudante de doutorado no laboratório de Vengosh em Duke, quem conduziu o estudo. "Esses novos métodos complementam os testes que já desenvolvemos para rastrear cinzas de carvão no meio ambiente e expandem nossa gama de investigação."

    Os novos testes são projetados para serem usados ​​em conjunto para fornecer corroborações independentes sobre se as partículas de cinza volante estão presentes em uma amostra de solo e, em caso afirmativo, em que proporção com o solo total.

    "Primeiro, medimos a abundância de certos metais, como o arsênico, selênio e antimônio, que sabemos que são mais enriquecidos em cinzas de carvão do que em solo normal, "Disse Wang." Se esses metais estiverem presentes em níveis acima do normal, testamos a amostra usando dois outros indicadores geoquímicos, nuclídeos de rádio e isótopos estáveis ​​de chumbo, que são mais sensíveis do que traços de metais e podem ser usados ​​para detectar baixa ocorrência de cinzas volantes nos solos. Também examinamos o solo sob um microscópio para testar se podemos identificar fisicamente as partículas de cinzas volantes e estimar que proporção do solo elas compreendem. "

    Cada método tem seus próprios pontos fortes e fracos, e se usado exclusivamente pode levar a superestimar ou subestimar a ocorrência de moscas no solo, Vengosh disse. "Usando todos os quatro juntos, podemos verificar a investigação forense da presença de cinzas volantes nos solos. "

    Para avaliar a confiabilidade dos novos testes, os pesquisadores analisaram o solo da superfície de 21 locais a favor do vento da fábrica de fósseis Bull Run da Tennessee Valley Authority em Claxton, Tenn., e 20 locais a favor do vento da Estação a Vapor Marshall da Duke Energy no Lago Norman, N.C. As amostras da Carolina do Norte vieram de Mooresville, uma cidade localizada do outro lado do lago da fábrica Marshall. Amostras de controle também foram coletadas em locais a favor do vento de cada planta.

    Os testes mostraram consistentemente que a maioria das amostras coletadas a favor do vento de ambas as plantas continham contaminação por cinzas volantes, mas porque a proporção de cinzas volantes era baixa, as concentrações de elementos tóxicos não excederam as diretrizes de saúde humana para a ocorrência de metais no solo.

    Os testes também mostraram que as amostras de solo perto da fábrica de fósseis Bull Run, no Tennessee, geralmente continham níveis significativamente mais elevados de cinzas volantes do que as da Carolina do Norte, e que a maior concentração foi no solo do Parque Comunitário de Claxton, um playground e local de recreação localizado fora da fábrica da Bull Run.

    O que tudo isso nos diz?

    "Primeiro, confirma que nossas novas ferramentas funcionam de forma consistente e, quando usados ​​juntos, fornecem um método confiável para detectar contaminação que outros testes podem perder, "Vengosh disse.

    "Segundo, ele ressalta a necessidade de monitorar regularmente locais próximos a uma usina termoelétrica a carvão, a favor do vento, mesmo se os níveis de contaminação estiverem abaixo dos limites de segurança atuais. As cinzas volantes se acumulam com o tempo, e os riscos podem aumentar com exposições repetidas à poeira de playground ou poeira doméstica, "Vengosh disse.

    "Baixas concentrações de metais tóxicos no solo não significam nenhum risco, "Disse Vengosh." Precisamos entender como a presença de cinzas volantes nos solos perto das usinas de carvão pode afetar a saúde das pessoas que vivem lá. Mesmo que as usinas de carvão nos Estados Unidos estejam fechando ou sendo substituídas por gás natural, o legado ambiental das cinzas de carvão nessas áreas permanecerá por décadas. "

    O estudo revisado por pares foi publicado em 20 de julho em Ciência e tecnologia ambiental.


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