Forsker oppdaget hvordan man inneholder toksiner funnet i hundrevis av kullplanter

For det første, de dårlige nyhetene: En analyse av Earth Justice og Environmental Integrity Project fant at hundrevis av kullplanter over hele landet leeker farlige giftstoffer til omkringliggende grunnvann. Men forskere ved North Carolina State University kan allerede ha funnet en løsning på et presserende og farlig problem.

Rapporten, utstedt mandag, analyserte offentlig tilgjengelige data fra kullasseplasseringsanlegg på 265 kullplanter og fant det 91 prosent av dem er leeching farlige giftstoffer som arsen, bly eller radium i omgivelsene. Samtidig ble et papir utgitt på nettet mandag før utskrift i Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering viser en måte at forskere kan klare dette problemet ved hjelp av en bakteriell biocement.

Forurensningsrapporten var medforfatter av Abel Russ, en senior advokat i organisasjonen for ideelle organisasjoner, Environmental Integrity Project (EIP), og biocementpapiret ble førstforfatter av Brina Montoya, Ph.D., lektor i bygningsingeniør ved North Carolina State University.

I Montoyas forskning viser teamet hennes at blandingen av kullavfallslammet i en biocement kan bidra til å stoppe giftstoffer som er tilstede i kullaske, fra roaming avvei. Men for å forstå hvordan denne biocementen kan løse problemet, er det viktig å vite litt om hvordan kullverkene fungerer

Hvordan virker giftstoffer fra kullasjer i grunnvann?

Når kull er brent for energi, blir kull en askemasse som inneholder farlige kjemikalier, hvorav noen er karsinogener - tenk: arsen. At aske blir så deponert i spesielle deponier eller noen ganger dammer hvor den blandes med vann for å danne en slurry. Noen ganger spyller denne slurryen over toppen - som det gjorde da orkanen Firenze slo seg i Nord-Carolina i september, lekket giftig slurry inn i Cape Fear River.

Russ forklarer at når disse aske sitter rundt i et deponi eller en dam i flere år, begynner de toksinene å leke ut i det omgivende undergrunnsmiljøet - inkludert i grunnvann hvis det er i nærheten. EPA anslår at i 2012 produserte 470 kullverk i USA 110 millioner tonn aske - slik at ting bare holder opp.

ØPA - samt medlemmer av kullindustrien - er oppmerksom på at giftstoffer kan leech fra deponier eller dammer til omkringliggende grunnvann, sier Russ. Derfor mandat det at disse depotene er foret med en ugjennomtrengelig substans som skal holde den ubehagelige ting i hullet - Som en plastforing på et svømmebasseng.

Earth Justices kart over rapportens data tyder på at 95 prosent av kullaskevannene er unlined, men Russ sier at selv de som har liners fortsatt står overfor et problem:

"Det er ganske vanlig at deponier og dammer skal bygges på en måte at de berører grunnvann," forteller Russ. Omvendt. "I en slik situasjon, selv om du setter en ugjennomtrengelig hette over losseplassen eller dammen, vil vannet hele tiden vaske seg gjennom asken og leech ut de giftige forurensningene og transportere dem ut i miljøet."

Men selv dammer som er avkortet, står fortsatt overfor et problem. Rapporten analyserte deponier og grunnvannsforsyninger separat, og det viste at 76 prosent av deponier hadde usikre nivåer av kullaskeforurensninger i nærheten. Dammer var verre: 92 prosent av dammer hadde usikre nivåer av forurensende stoffer i nærheten. For eksempel grunnvann nær en plante nordvest for Pittsburgh hadde arsen innhold 372 ganger høyere enn trygge nivåer. Nitten mil sørøst for Washington, D.C., viser rapporten at aske fra tre kullkraftverk har lekket farlige nivåer av åtte forskjellige forurensninger i grunnvann.

"Vi så konsekvent på flere forurensninger over sikre nivåer," sier Russ. "Mer enn halvparten har minst fire forurensninger tilstede på usikre nivåer. Når det regner pøser det ned."

Hvilke løsninger finnes på bordet?

I 2015 krevde passasjen av Coal Ash Disposal Rule at planter frigjør data på nærliggende grunnvann, slik at offentligheten kan overvåke forurensninger som kan stamme fra deponier og dammer. Det utstedte også retningslinjer for liners på nye anlegg.

Montoyas papir gjelder spesielt overflatevann - de var opptatt av å spyle - men i prinsippet viser papiret at biocement kan forandre konsistensen av kullaskeoppslemmingen for å holde det solidt i dammen, selv når liners er fraværende.

Ved å arbeide under et bevilgning fra det elektriske kraftforskningsinstituttet så Montoyas lag kullasens natur seg opp ved å blande den med jordbakteriene Sporosarcina pasteurii, samt urea og kalsium. Da hun kombinerte disse ingrediensene med en kullaskeoppslemming i en rekke laboratorieforsøk, ble den løpende kullaskeoppslemmen tykkere.

"Den resulterende biocementen ville ikke gjøre kullasken helt solid, men det ville være mye mer viskøs enn den eksisterende kullaskeoppslemningen," sa Montoya. "Vårt mål med dette arbeidet var å se om vi kunne bruke bakterier til å lage en biocementmatrise i kull aske dammer, noe som gjør kullasken stivere og enklere å inneholde."

Russ har hørt om lignende løsninger, men foretrekker en enkel tilnærming som vil føre til en feiende endring på tvers av kullindustrien. "Jeg er litt mistenksom fordi alt som kommer i kontakt med vann vil bryte ned over tid," legger han til. "Jeg synes det beste å gjøre fremdeles er å grave asken ut av områder der det er sårbart å rømme ut i miljøet."

Han vil heller se disse plantene gravd opp og flyttet til områder der det er ingen sjanse at de kommer i kontakt med grunnvannet - bare hvis noe går galt. Dette legger han til, vil også gi planter muligheten til å skape bedre liners på sikrere steder.

Når det gjelder kullverk, er det sjelden gode nyheter - i hvert fall fra et miljømessig synspunkt. Uansett hvilken EPA og kullindustrien er enige om å gå, loves det i det minste at det er mer enn en levedyktig måte å redusere skaden på.