Studerer kviksølvforurening i Virginias South River

Kviksølvforurening har været et problem i Virginia South River siden 1979, da kviksølv blev opdaget i floden. Kviksølv blev brugt i industrielle processer på det tidligere DuPont -anlæg i Waynesboro, Virginia fra 1929 til 1950 og i begyndelsen af ​​1980'erne, Virginia Department of Health udsendte råd til fiskeforbrug langs South River.

Fornyede bestræbelser på at afhjælpe den ældre kviksølvforurening i floden begyndte i 2001, da DuPont Company og forskellige Virginia -reguleringsorganer etablerede South River Science Team (SRST). SRST begyndte at anvende et vandskel-niveau, risikobaseret vurderingsproces for at vurdere, hvorfor kviksølvkoncentrationerne fortsat er forhøjede i South River, og hvad der kan gøres for at afhjælpe det.

I 2004, University of Delaware Professor James Pizzuto begyndte at arbejde med SRST med at se på forurening af kviksølv i South River. Nu, 16 år senere med midler sikret til at fortsætte forskningen frem til 2022, at arbejdet har ført til 14 publikationer, med fire doktorander og seks kandidatstuderende, der har opnået praktisk forskningserfaring med at arbejde med projektet.

Pizzuto sagde, at arbejdet ikke kunne have været afsluttet uden hjælp fra hans fakultets kolleger i Institut for Jordvidenskab i UD's College of Earth, Hav og miljø. Professor Michael O'Neal hjalp Pizzuto ved at undersøge flodens 25 miles ved hjælp af fjernbetingede data fra lidar og luftfotografering. Professor Neil Sturchio og Kyungsoo Yoo, en tidligere adjunkt ved UD, der nu arbejder som professor ved University of Minnesota, Twin Cities, hjalp også Pizzuto med projektet.

Kviksølvforurening

Da kviksølv blev opdaget i floden i 1976, undersøgelser blev foretaget, der viste, at kviksølvet var spredt mellem flere miljøkamre, herunder jordsmonnet med oversvømmelsesområder. Svarplanen var at overvåge systemet, herunder fisken, for at evaluere, om kviksølvkoncentrationerne ville svækkes med den hastighed, der er vist i vandskelmodellering.

”Det gjorde de indtil næsten 2000, og de bemærkede, at kviksølvforureningen i fisken ikke blev bedre. Nogle steder, det blev værre, "sagde Pizzuto." Så de besluttede, at de skulle intensivere deres forskning. "

På det tidspunkt, alt, hvad man vidste, var, at der var kviksølv i fisken, men vejen til, hvordan kviksølvet kom ind i fisken, var stadig ukendt. Forskerne formodede, at der skal være en løbende kilde til kviksølv, og SRST begyndte at undersøge potentielle kilder.

"De bad mig om at begynde at arbejde på det, og i løbet af de næste par år, de fik en flok konsulenter, og de hyrede en masse akademikere og andre eksperter til at se på biotaen, noget af den geokemiske cykling, og mange forskellige aspekter af problemet, "sagde Pizzuto, der studerer floder, hvordan de opfører sig, og hvad de bærer, hovedsagelig involveret sediment.

I dette tilfælde, Pizzuto kigger på kviksølv, der er knyttet til sedimentet i floden, sedimentære partiklers bevægelse gennem vandskellet og konsekvenserne heraf for restaurering af floder, farvandsforvaltning og geologiske problemer.

Pizzuto, hans team og andre forskere begyndte at overvåge og indsamle data og begyndte gradvist at komme med nogle ideer til forureningskilden i South River. De opdagede, at en væsentlig vedvarende kilde til forurening var relateret til det faktum, at kviksølvet har en høj affinitet for faste stoffer og kviksølv i udledninger fra anlægsstedet havde knyttet sig til fine sedimentpartikler.

"Under oversvømmelser, disse partikler kan aflejres på flodsletten, og efter det sker, de sidder bare der, "sagde Pizzuto." Så, som floder gør, floden eroderer sine bredder og genbruger det materiale, og det går tilbage i strømmen. Så hele flodsletten er dette enorme reservoir af sedimenter, der er forurenet med kviksølv, som floden fortsat får adgang til. "

Undersøgelser viste også, at nogle bankjord indeholdt højere kviksølvkoncentrationer end flodjorden. Pizzutos team brugte et antal år på at dokumentere dette problem og opdagede, at forsyningen af ​​kviksølv fra denne kilde var stor nok til at tage højde for den forurening, der findes i flodens fisk.

Nuværende arbejde

Med dataindsamlingen i hånden, SRST er begyndt at bevæge sig fra den videnskabelige fase af undersøgelsen til en saneringsplan for at forsøge at beskytte bredderne, så floden ikke længere kan få adgang til de forurenede sedimenter. De er startet opstrøms og arbejder sig nedstrøms, overvågning undervejs for at se, om saneringsplanen fungerer.

"Det er noget af et eksperiment, ingen har nogensinde ryddet op i en ådal med dette forureningsniveau med succes før, "sagde Pizzuto.

Pizzutos rolle er nu at hjælpe dem med overvågningen. Mens Pizzuto sagde, at SRST -medlemmerne føler, at de vil have succes med at begrænse den igangværende kviksølvkilde fra erosion af flodbredder, der er stadig forurenet kviksølv i sedimenterne i flodbunden.

"De vil have os til at fortælle dem, hvor lang tid det vil tage for floden at rense sin flodbund, og hvordan disse ting gradvist vil bevæge sig nedstrøms og forhåbentlig forlade området, "sagde Pizzuto." Så nu er de tilbage til den selvrensende hypotese, men kun i en begrænset del af systemet. "

Pizzuto vil overvåge bundbundens sedimenter gennem 2022 og sagde, at det er en vanskelig ting at studere, fordi der ikke er enighed om den korrekte metode.

De forsøger at skabe kontrollerede udendørs eksperimenter - kaldet mesokosmos - med prøver, der indeholder bundbundssedimenter og frø prøverne med små sedimentpartikler, som kviksølv fester til i flodlejet. Prøvetagere placeres derefter i floden for at se, hvor lang tid det tager for floden at fjerne partiklerne, som de putter i beholderne. Ud fra disse oplysninger, de håber på at udvikle relationer, der forhåbentlig kan gælde for hele floden.

De indsamler i øjeblikket baggrundsinformation om, hvor mesokosmosprøverne skal placeres i floden.

"Vi skal vide meget om floden for at fortolke de resultater, vi får, så vi har lavet en masse kortlægning og hydrodynamisk modellering og prøveudtagning, og vi har været nødt til at designe disse prøvetagere fra bunden, så vi arbejder stadig på dem, "sagde Pizzuto." Vi skulle være klar til at lægge dem ud i fremtiden, og de vil sidde der i en eller anden form for sandsynligvis et par år, mens vi ser for at se, hvad der sker med dem. "

Ud over O'Neal og Sturchio, Christy Li, en doktorand i CEOE, og Anne Kelly, en kandidatstuderende i CEOE, arbejder også på det aktuelle projekt.