Mine efter svar på forladte miner

Jordbundsforsker Jim Ippolito tror på lokale løsninger på lokale problemer. Problemet han arbejder på er forurenet jord nær forladte miner.

I det vestlige USA 160, 000 forladte miner forurener jorden i regionen. Ippolito, lektor i jordbundsvidenskab ved Colorado State University, håber at løse dette problem med biochar, et trækulslignende stof, der kan mindske de giftige konsekvenser af minedrift for metaller.

Biokul fremstilles ved at brænde plantemateriale i en iltfattig ovn. Ippolito foreslår at bruge plantematerialer i vestlige stater såsom dead lodge pole pine træer eller irriterende, generende træer - som den invasive tamarisk - som foder til ovnen.

"Jeg troede, hvorfor bruger vi ikke bare det her til at lave biokul?" sagde Ippolito. "Det er at bruge lokale materialer til at løse et lokalt problem."

Forladte minesteder er almindelige i vestlige stater. I årenes løb, udvinding af ædle metaller som guld eller sølv efterlod en arv af høj surhedsgrad i minedrift påvirket jord.

"Når du graver huller i jorden via minedrift og trækker sten ud, der ikke har set atmosfæren i millioner af år, materialerne undergår en forandring, " sagde Ippolito. "Disse materialer kan begynde at forsure."

Når visse stenmineraler udsættes for atmosfæren, de kan danne svovlsyre. Svovlsyren spredes som en infektion, nedbryde sten omkring den. Nogle af disse sten indeholder tungmetaller, som bly eller kobber, og det meste af tiden er metallerne harmløse. Tungmetallerne bliver til et problem, når de bliver biotilgængelige - eller når planter er i stand til at absorbere dem. Svovlsyre gør metaller mere biotilgængelige for planter ved at frigive metaller fra sten.

"En god analogi ville være, at processen fungerer ligesom den måde, vores mavesyre arbejder på for at nedbryde mad til komponenter, der er biotilgængelige for os, " sagde Ippolito.

De biotilgængelige tungmetaller kan passere ind i plantecellemembraner og forgifte planten. "Du vil finde steder i nærheden af ​​forladte miner, der er fuldstændig tomme for vegetation på grund af forhøjede biotilgængelige metaller, " sagde Ippolito.

De fleste mennesker, der renser gamle minepladser, blander kalk i jorden for at reducere surhedsgraden. Mindre surhed i jorden betyder mindre mulighed for planter til at optage tungmetaller, fordi metallerne ændrer form fra mere til mindre biotilgængelige i nærværelse af kalk.

I stedet for lime, Ippolito ønsker at bruge biochar til at reducere jordens surhedsgrad. Biokul produceres typisk ved at opvarme plantemateriale i et lukket miljø. "Dybest set tager du træ, læg det i en tromle, forsegl det, og tænd en ild under den, " sagde Ippolito. "Det materiale, der er tilbage i tromlen, ligner trækul."

Forskningen i anvendelsen af ​​biochar er omfattende:den er blevet testet som en vandrenser, en gødning, en kulstofvask med mere. Ippolitos biokul er specielt, fordi det er lavet af lokale træer, der udgør problemer i vestlige stater. Et af træerne er lodgestangfyr. Bjergfyrbiller har decimeret millioner af acres af lodge pole pine i de vestlige stater og Canada. Rækker og rækker af træer lå som tændstik. I tørre områder, fældede fyrretræer er en tinderbox til skovbrande. Ippolito sagde at gøre noget nyttigt fra brændbart, spildte træer kan kun være en god ting. Han foreslår også at bruge tamarisk som biokul-råvare. Tamarisk er en invasiv art i de vestlige stater. Det tilstopper vandskel, røver næringsstoffer og vand fra hjemmehørende arter.

Forskerne lavede biokul fra begge træer og blandede det i fire forskellige jordarter fra forladte minesteder i Colorado og Idaho. De analyserede biotilgængeligheden af ​​de metaller, der var til stede i jorden. Begge biokultyper reducerede jordens surhedsgrad i alle fire jorde. Biokullet afbrød med succes den giftige kombination af forsuret jord og tungmetaller, konvertere disse metaller til mindre biotilgængelige former.

Ippolitos næste skridt er at tage sit lokalt fremskaffede biokul ud i marken. Han sagde, at han er klar til at tage den i brug. "Jeg har brugt mindst et årti på at teste biokul i laboratoriet og drivhuset, " sagde han. "Det er endelig tid til at anvende biokullet på nogle minepladser." Ippolito arbejder sammen med USDA Agricultural Research Service for at teste biokullet på en vestlig amerikansk mineplads såvel som i Missouri.

Ippolito samarbejdede med et team af forskere fra USDA-Agricultural Research Service, University of Idaho, og to private enheder i Colorado (Confluence Energy i Kremmling, CO og Ascension Soil Co. i Evergreen, CO). Deres arbejde er udgivet i Tidsskrift for Miljøkvalitet .