Elemen Rare Earth dalam E-waste memasuki Air Minum

Elemen langka bumi adalah bahagian penting dari banyak komputer dan peralatan berteknologi tinggi lain, seperti telefon bimbit dan cakera keras. Namun, semakin diakui bahawa mereka boleh membahayakan alam sekitar walaupun pada tahap rendah.

Diane McKnight, penulis kajian&# 39, mengatakan:" ini membimbangkan kerana kepekatannya tidak dipantau dan tidak ada standard kualiti air untuk mereka."

Kajian ini adalah yang pertama untuk mengkaji bagaimana unsur-unsur nadir bumi bergerak di kawasan aliran air yang kaya dengan mineral. Ini juga pertama kalinya untuk mengkaji bagaimana perubahan iklim melepaskan lebih banyak unsur bumi yang jarang berlaku ke dalam arus dengan mengubah aliran air dan proses luluhawa semula jadi.

Sejak tahun 1990-an, Diane McKnight telah memimpin pelajarnya untuk menyiasat kualiti air Lembangan Sungai Ular di Colorado. Fokus utama mereka adalah mengukur dan memerhatikan saliran batuan asid. Dalam proses ini, batuan termasuk mineral berasaskan sulfida, seperti pirit, mengoksidakan apabila terkena udara dan air. Tindak balas kimia yang dihasilkan menghasilkan asid sulfurik dan logam terlarut, seperti besi, yang dibuang ke dalam aliran. Air yang lebih berasid dapat lagi melarutkan logam berat, seperti timbal, kadmium dan zink, dan telah terbukti bahawa ia juga dapat membawa unsur-unsur nadir bumi.

Apa yang benar-benar mengawal mobiliti unsur nadir bumi adalah nilai pH. Garrett rue, penulis pertama, mengatakan bahawa dia mendapat gelar master&# 39 dalam penyelidikan kapur dengan McKnight dan kemudian gelar doktor&# 39 di Cu boulder.

Saliran batuan asid berlaku secara semula jadi di Amerika Syarikat barat kerana geologi di sana kaya dengan pirit. Namun, periuk api dalam sejarah telah mengganggu sebilangan besar batu dan tanah, mengakibatkan peningkatan mendadak dalam proses ini dan pencemaran air di hilir.

Di Lembangan Sungai Ular, bandar-bandar yang terkena saliran lombong asid terpaksa menyesuaikan diri dengan kualiti air yang buruk. Beberapa bandar bekas perlombongan, seperti Silverton, memakan dari sumber yang jauh. Yang lain bergantung pada loji rawatan air yang mahal. Semua ikan di Sungai Ular ditampung kerana kandungan zink di dalam air terlalu tinggi untuk mana-mana spesies ikan tempatan untuk terus hidup. Masalah ini adalah unik di bahagian barat Amerika Syarikat. Rue mengatakan bahawa lebih daripada 40% hulu sungai utama di Barat tercemar oleh beberapa bentuk lombong asid atau saliran batu.

Sungai Ular menyediakan makmal semula jadi yang baik untuk menyelidiki keduanya, kerana bagian sungai lembah Peru telah banyak dieksploitasi, sedangkan Sungai Ular atas belum. Namun, rue dan McKnight mendapati bahawa kedua-dua bahagian lembangan sekarang menyumbang sejumlah besar logam ke hilir kerana perubahan iklim telah membawa musim panas yang lebih lama dan salji musim sejuk yang lebih sedikit. Aliran yang lebih panjang dan rendah menjadikan logam lebih mudah menembus ke dalam aliran air dan memusatkan logam yang mungkin akan dicairkan dengan mencairkan salji.

Ini bermaksud bahawa proses logam berat yang sama memasuki aliran juga bertindak pada unsur-unsur nadir bumi. Para penyelidik menemui unsur-unsur nadir bumi di seluruh Sungai Ular. "Kami mencatatkan julat kepekatan antara 1 hingga ratusan mikrogram per liter - beberapa pesanan berukuran lebih tinggi daripada air permukaan biasa - dan kepekatan tertinggi berada di kawasan hulu dan menerima saliran dari lombong yang ditinggalkan" Kata Rue.

Mereka juga mencatat bahawa peningkatan unsur nadir bumi di Sungai Ular sesuai dengan kenaikan suhu udara pada musim panas, dan kepekatan unsur nadir bumi yang terkumpul pada serangga yang hidup di sungai setara dengan ketoksikan logam lain seperti timbal dan kadmium .

Kami mula memahami bahawa apabila unsur-unsur nadir bumi memasuki air, mereka cenderung tinggal di sana, dan mereka tidak akan dikeluarkan oleh proses rawatan tradisional, yang memberi kesan pada penggunaan semula, dan menyebabkan beberapa bandar di Eropah menetapkan elemen nadir bumi sebagai pencemar baru dalam bekalan air minuman. Memandangkan Sungai Ular langsung mengalir ke takungan Dillion, sumber simpanan air terbesar di Denver, ini mungkin menjadi masalah di masa depan.

Para penyelidik mencadangkan bahawa menyiasat dan melabur dalam teknologi untuk memulihkan unsur nadir bumi dari perairan semula jadi dapat menghasilkan komoditi berharga dan membantu menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan batuan asid dan saliran lombong, yang akan bertambah buruk dengan perubahan iklim.

Elemen tanah jarang digunakan untuk membuat banyak produk. Oleh itu, pemerintah kita telah mencari sumber, tetapi pada masa yang sama, perlombongan telah meninggalkan tanda kekal di perairan barat. Sekiranya kita dapat menuai sebilangan bahan yang telah memasuki alam sekitar kita, mungkin ada baiknya merawat air ini dan mengitar semula bahan ini pada masa yang sama.

Masalah ini menjadi semakin serius, dan kita perlu mengatasinya. Sekiranya kita dapat menyelesaikan masalah ini secara komprehensif, kita dapat memiliki sumber daya yang berharga dan mempertimbangkan penyesuaian iklim.