Pierwiastki ziem rzadkich w e-odpadach przedostają się do wody pitnej

Pierwiastki ziem rzadkich są istotną częścią wielu komputerów i innego zaawansowanego technologicznie sprzętu, takiego jak telefony komórkowe i dyski twarde. Jednak coraz częściej uznaje się, że mogą być szkodliwe w środowisku nawet przy niskich poziomach.

Diane McKnight, autorka badania', powiedziała:&„jest to niepokojące, ponieważ ich stężenia nie są monitorowane i nie ma dla nich standardów jakości wody.&cyt;

Badanie jest pierwszym badaniem, w jaki sposób pierwiastki ziem rzadkich poruszają się w zlewniach bogatych w minerały. Po raz pierwszy badamy również, w jaki sposób zmiany klimatu uwalniają do strumieni więcej pierwiastków ziem rzadkich poprzez zmianę przepływu wody i naturalne procesy wietrzenia.

Od lat 90. Diane McKnight prowadziła swoich uczniów do badania jakości wody w dorzeczu Snake River w Kolorado. Ich głównym celem jest pomiar i obserwacja drenażu kwaśnych skał. W tym procesie skały zawierające minerały oparte na siarczkach, takie jak piryt, utleniają się pod wpływem powietrza i wody. W wyniku reakcji chemicznej powstaje kwas siarkowy i rozpuszczone metale, takie jak żelazo, które są odprowadzane do strumieni. Bardziej kwaśna woda może dalej rozpuszczać metale ciężkie, takie jak ołów, kadm i cynk, a udowodniono, że może ona również przenosić pierwiastki ziem rzadkich.

Tym, co naprawdę kontroluje ruchliwość pierwiastków ziem rzadkich, jest wartość pH. Garrett rue, pierwszy autor, powiedział, że uzyskał stopień magistra' w badaniach wapna w McKnight, a następnie stopień doktora' w Cu boulder.

Odwadnianie kwaśnych skał występuje naturalnie w zachodnich Stanach Zjednoczonych, ponieważ geologia tam jest bogata w piryt. Jednak kopalnie w historii naruszyły dużą liczbę skał i gleb, co spowodowało gwałtowny wzrost tego procesu i zanieczyszczenie wody w dole rzeki.

W dorzeczu Snake River miasta dotknięte odwadnianiem kopalni kwasu zostały zmuszone do przystosowania się do złej jakości wody. Niektóre miasta z dawnego boomu wydobywczego, takie jak Silverton, żywią się odległymi źródłami. Inni polegają na drogich stacjach uzdatniania wody. Wszystkie ryby w Snake River są zarybione, ponieważ zawartość cynku w wodzie jest zbyt wysoka, aby jakikolwiek lokalny gatunek ryb mógł przetrwać. Ten problem dotyczy wyłącznie zachodnich Stanów Zjednoczonych. Rue powiedział, że ponad 40% górnych części głównych rzek na Zachodzie jest zanieczyszczonych przez jakąś formę wydobycia kwasu lub odwadniania skał.

Rzeka Snake zapewnia dobre naturalne laboratorium do badania obu, ponieważ peruwiańska część dorzecza była intensywnie eksploatowana, podczas gdy górna część rzeki Snake nie jest. Jednak rue i McKnight odkryli, że obie części dorzecza dostarczają obecnie duże ilości metali w dół rzeki, ponieważ zmiany klimatyczne przyniosły dłuższe lato i mniej śniegu w zimie. Dłuższe i niższe strumienie ułatwiają przenikanie metali do zlewni i koncentrację metali, które zostałyby rozcieńczone przez topnienie śniegu.

Oznacza to, że ten sam proces wprowadzania większej ilości metali ciężkich do strumienia działa również na pierwiastki ziem rzadkich. Naukowcy odkryli pierwiastki ziem rzadkich w całej rzece Snake „Zarejestrowaliśmy zakres stężeń od 1 do setek mikrogramów na litr – o kilka rzędów wielkości wyższy niż w typowych wodach powierzchniowych – a najwyższe stężenia występowały na obszarach w górę rzeki i odbierających drenaż z opuszczonych kopalń” - powiedziała Rue.

Odnotowali również, że wzrost zawartości pierwiastków ziem rzadkich w rzece Snake odpowiada wzrostowi temperatury powietrza latem, a skumulowana koncentracja pierwiastków ziem rzadkich w owadach żyjących w strumieniach odpowiada toksyczności innych metali, takich jak ołów i kadm. .

Zaczęliśmy rozumieć, że gdy pierwiastki ziem rzadkich dostaną się do wody, mają tendencję do pozostawania tam i nie zostaną usunięte w tradycyjnym procesie uzdatniania, co ma wpływ na ponowne wykorzystanie, i doprowadziło to do tego, że niektóre europejskie miasta wyznaczyły pierwiastki ziem rzadkich jako nowe zanieczyszczenia w zaopatrzeniu w wodę pitną. Biorąc pod uwagę, że Snake River bezpośrednio wpływa do zbiornika Dillion, największego źródła wody w Denver, może to stanowić problem w przyszłości.

Naukowcy sugerują, że badanie i inwestowanie w technologie odzyskiwania pierwiastków ziem rzadkich z wód naturalnych może wytwarzać cenne towary i pomagać w rozwiązywaniu problemów związanych z kwaśnymi skałami i odwadnianiem kopalń, które będą się pogarszać wraz ze zmianą klimatu.

Do wytwarzania wielu produktów wykorzystuje się pierwiastki ziem rzadkich. Dlatego nasz rząd szukał źródeł, ale jednocześnie górnictwo pozostawiło niezatarty ślad na wodach zachodnich. Jeśli uda nam się zebrać niektóre z tych materiałów, które dostały się do naszego środowiska, warto uzdatniać tę wodę i jednocześnie przetwarzać te materiały.

Ten problem staje się coraz poważniejszy i musimy się z nim uporać. Jeżeli potrafimy rozwiązać ten problem kompleksowo, możemy dysponować cennymi zasobami i brać pod uwagę adaptację do zmian klimatu.