Ny undersøgelse muliggør regional forudsigelse af uran i grundvandet

Lurer i sedimenter og omkring det dyrebare grundvand under vores fødder er et farligt giftstof:uran. Forskere har længe vidst dette og testet for det. Men nu har Stanford-forskere identificeret udløseren, der får naturligt forekommende uran til at løsne sig fra sedimenter og sive ned i grundvandet, peger på en løsning til at håndtere toksinet, før det bliver et problem.

I en ny regional model, der kombinerer akviferinformation med jordegenskaber til forudsigelse af grundvandskvalitet, forskerne pegede på faktorerne forbundet med uranforurening. Forskningen, udgivet i Miljøvidenskab og -teknologi 8. december, indikerer, at calciumkoncentrationer og jordalkalitet er nøglebestemmende faktorer for uran grundvandsforurening i Californiens Central Valley. Resultaterne vil være særligt vigtige, da vandforvaltere planlægger en fremtid med flere mennesker og mindre vand tilgængeligt fra snepakning i en opvarmende verden.

Uran er blandt de tre mest skadelige, naturligt forekommende grundvandsforurenende stoffer i Central Valley, sammen med arsen og krom. De radioaktive, metalelementer bliver farlige, når de indtages i store mængder, forårsager nyreskade og øget risiko for kræft. Det er udbredt i Central Valley's San Joaquin Valley, og forekommer også naturligt i semi-tørre og tørre miljøer verden over.

Forskere fokuserede på lokaliteter i Central Valley akviferer, hvor koncentrationer af grundvandsuran er blevet observeret at overstige drikkevandsstandarden på 30 mikrogram uran per liter.

"Hver akvifer har en eller flere af disse naturlige forurenende stoffer. Spørgsmålet er, om de sidder godartet i sedimenterne eller virkelig giver problemer ved at komme ned i grundvandet. " sagde medforfatter Scott Fendorf, Huffington familieprofessor i jordsystemvidenskab ved School of Earth, Energi- og miljøvidenskab (Stanford Earth). "Vandforvaltere kan bruge vores resultater til at forudsige løsninger, før problemerne viser sig."

Undersøgelsen fokuserer på de kemiske virkninger af grundvandsgenopladning, som er processen med nedbør, der siver ned i jord og bevæger sig ned i underliggende grundvandsmagasiner. Mens regnvand siver nedad, dens kemi ændres, når den interagerer med jordmiljøet. At pumpe vandet ud igen påvirker også dynamikken i grundvandsmagasinet, som kan ændre systemets kemi og hvordan grundstoffer som uran opdeles mellem de faste stoffer (sedimenter) og vand. Hvis vandet optager mere calcium under sine rejser og også bliver mere basisk, det kan tiltrække uran og forurene grundvandsmagasiner, fandt forskerne.

"Vores arbejde viser, at det ikke kun er egenskaberne ved grundvandsmagasinet, der påvirker uran, men faktorer som lerindhold og pH i jorden, der fungerede som vigtige forudsigere for grundvandets urankoncentrationer, " sagde hovedstudieforfatter Alandra Lopez, en ph.d. studerende i jordsystemvidenskab. "Det fremhæver vigtigheden af ​​at inkludere data om jordens egenskaber, når der genereres akvifers sårbarhedskort for en naturligt forekommende forurening som uran."

Den gode nyhed:forskerne vurderer, at de faktorer, der introducerer denne proces med uranløsning fra sedimenter til grundvandet, hovedsageligt forekommer inden for de øverste seks fod af jorden, at foreslå en nem løsning kunne involvere at omgå dette område.

"Hvis du vil klare genopladning af akvifer, som der i stigende grad bliver brug for i takt med klimaændringer, vær forsigtig med at få vandet til at infiltrere gennem jorden, hvor calcium og alkalinitet ofte er højest. Disse ledelsesscenarier overvejes lige nu, sagde Fendorf, som også er senior fellow ved Stanford Woods Institute for the Environment.

Holdet siger, at deres metodologi tilbyder vandforvaltere en nem måde at forudsige store påvirkninger på grundvandets urankoncentrationer i skala.

"Vi forsøger at fortælle alle, at du skal tænke over dette på forhånd, fordi det er når du kan klare problemet, " sagde Fendorf. "Det er en slags fremadrettet forudsigelse versus bagklogskabsreaktion - når først du måler uran i vandet, dit problem er allerede ved hånden, og det er meget dyrere at løse."