Elementos de terras raras estão encontrando seu caminho para o abastecimento de água do Colorado, impulsionado por mudanças no clima, encontra um novo estudo publicado na revista Ciência e Tecnologia Ambiental .

Elementos de terras raras são componentes necessários de muitos dispositivos de computação e outros dispositivos de alta tecnologia, como telefones celulares e discos rígidos. Mas há um reconhecimento crescente de que eles podem ser perigosos para o meio ambiente, mesmo em baixos níveis de concentração.

“Isso é preocupante porque suas concentrações não são monitoradas e não há padrões de qualidade da água definidos para eles, "diz a autora do estudo, Diane McKnight, que é INSTAAR Fellow e professor de engenharia na University of Colorado Boulder.

O estudo é o primeiro a observar como os elementos de terras raras se movem em uma bacia hidrográfica rica em minerais. É também o primeiro a investigar como as mudanças climáticas, alterando o fluxo da corrente e os processos naturais de intemperismo, está liberando mais elementos de terras raras em riachos.

Diane McKnight liderou seus alunos em investigações sobre a qualidade da água na bacia hidrográfica do Rio Snake, no Colorado, desde a década de 1990. Seu foco principal tem sido medir e observar a drenagem ácida de rochas. Nesse processo, rochas que incluem minerais à base de sulfeto, como pirita, oxidar quando exposto ao ar e à água. A reação química resultante produz ácido sulfúrico e metais dissolvidos como o ferro, que drenam em riachos. Água mais ácida pode dissolver ainda mais os metais pesados, como chumbo, cádmio, e zinco, e também pode conter elementos de terras raras.

"O que realmente controla a mobilidade dos elementos de terras raras é o pH. O ácido literalmente o lixivia das rochas, "diz o primeiro autor Garrett Rue, que obteve um mestrado estudando limnologia com McKnight e um subsequente Ph.D. de CU Boulder.

A drenagem de rochas ácidas ocorre naturalmente em todo o oeste dos Estados Unidos, com sua geologia rica em pirita. Mas as minas históricas que perturbam grandes quantidades de rochas e solo aumentam dramaticamente o processo e causam poluição da água a jusante.

Dentro da bacia hidrográfica do Rio Snake, as cidades impactadas pela drenagem ácida de minas foram forçadas a se adaptar à má qualidade da água. Alguns ex-prósperos centros de mineração, como Silverton, importar água de fontes distantes. Outros dependem de caras estações de tratamento de água. Todos os peixes do rio Snake são estocados, já que a água é muito rica em zinco para que qualquer espécie de peixe nativa sobreviva. O problema é endêmico no oeste dos Estados Unidos, diz Rue:"Mais de quarenta por cento das cabeceiras dos principais rios do oeste estão contaminadas por alguma forma de mina ácida ou drenagem de rocha."

O rio Snake é um bom laboratório natural para a investigação de ambos, uma vez que a parte do riacho Peru da bacia hidrográfica foi fortemente minada, enquanto o Upper Snake River não era. Mas Rue e McKnight descobriram que ambas as partes da bacia hidrográfica agora contribuem com quantidades significativas de metais a jusante, já que a mudança climática trouxe verões mais longos e menos neve no inverno. Mais tempo, os fluxos inferiores tornam mais fácil para os metais lixiviarem para a bacia hidrográfica, e concentrar os metais que de outra forma seriam diluídos pelo derretimento da neve.

Os mesmos processos que significam que mais metais pesados ​​estão encontrando seu caminho em riachos também estão agindo em elementos de terras raras. Os pesquisadores encontraram elementos de terra rara em todo o rio Snake. "Documentamos uma faixa de concentração de um a centenas de microgramas por litro - várias ordens de magnitude maior do que o típico para águas superficiais - com as concentrações mais altas próximas às cabeceiras e áreas recebendo drenagem de minas abandonadas, "diz Rue.

Eles também documentaram que o aumento de elementos de terras raras no Rio Snake correspondia ao aquecimento da temperatura do ar no verão, e que elementos de terras raras estão se acumulando em insetos que vivem em riachos em concentrações comparáveis ​​a outros metais, como chumbo e cádmio, comprovadamente tóxicos.

"Estamos começando a entender que, uma vez que os elementos de terras raras entrem na água, eles tendem a ficar lá, "diz Rue." Eles também não são removidos por processos de tratamento tradicionais, o que tem implicações para a reutilização e levou algumas cidades europeias a designar os REEs como um contaminante emergente para o abastecimento de água potável. E considerando que o rio Snake flui diretamente para o reservatório Dillion, que é a maior fonte de água armazenada de Denver, isso pode ser uma preocupação para o futuro. "

Os pesquisadores sugerem que investigar e investir em tecnologias para recuperar elementos de terras raras de águas naturais pode render bens valiosos e ajudar a resolver os problemas associados com rochas ácidas e drenagem de minas, que estão prestes a piorar à medida que o clima muda.

"Elementos de terra rara são usados ​​para fazer muitos produtos. Mas a maior parte do fornecimento vem da China. Portanto, nosso governo está procurando fontes, mas, ao mesmo tempo, a mineração deixou uma marca indelével nas águas do Ocidente, "diz Rue." Se pudermos colher alguns desses materiais que já estão chegando ao nosso ambiente, pode valer a pena tratar essa água e recuperar esses materiais ao mesmo tempo. "

"Este problema está piorando e precisamos lidar com isso, "acrescenta McKnight." Se pudermos resolver o problema de forma holística, podemos ter um recurso valioso e também pensar sobre a adaptação climática. "