Forskare upptäckt hur man innehåller toxiner som finns i hundratals kolplanter

Först de dåliga nyheterna: En analys från Earth Justice och Environmental Integrity Project fann att hundratals kolväxter över hela landet läcker farliga toxiner i kringliggande grundvatten. Men forskare vid North Carolina State University kan redan ha hittat en lösning på ett pressande och farligt problem.

Rapporten, som utfärdades måndagen, analyserade allmänt tillgänglig data från deponeringsanläggningar för kolhalt på 265 kolanläggningar och fann att 91 procent av dem läcker farliga toxiner som arsenik, bly eller radium i omgivningen. Samtidigt har ett papper släppts online måndag före utskriften i Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering visar ett sätt att forskare kanske kan ta itu med detta problem med hjälp av en bakteriell biocement.

Föroreningsrapporten var medförfattare av Abel Russ, en senior advokat vid organisationen för ideella vakthundar, Environmental Integrity Project (EIP), och biocementpapper var författare av Brina Montoya, Ph.D., docent civilingenjör vid North Carolina State University.

I Montoyas forskning visar hennes lag att blandning av kolavfallslammet i en biocement kan bidra till att stoppa toxiner närvarande i kolaska från roamingavflykt. Men för att förstå hur denna biocement kan lösa problemet är det viktigt att veta lite om hur kolanläggningar fungerar

Hur slutar toxiner från kolhalt i grundvatten?

När kol är bränt för energi, blir kol en askaska som innehåller farliga kemikalier, varav några är kända cancerframkallande - tänk: arsenik. Att aska deponeras sedan i särskilda deponier eller ibland dammar där det blandas med vatten för att bilda en uppslamning. Ibland sprutar denna slam över toppen - som det gjorde när orkanen Florence slog i norra Carolina i september och läckte den giftiga slammet in i Cape Fear River.

Russ förklarar att när dessa aska sitter i en deponi eller en damm i flera år börjar dessa toxiner läcka ut i den omgivande underjordiska miljön - inklusive i grundvatten om det är i närheten. EPA uppskattar att 470 kolanläggningar i USA producerade 110 miljoner ton askor i 2012, så att sakerna bara hämtar sig.

EPA - liksom kolindustrins medlemmar - är medveten om att toxiner kan läcka från deponier eller dammar till omgivande grundvatten, säger Russ. Därför mandat det att dessa deponier är fodrade med ett ogenomträngligt ämne som ska hålla det otäckt grejer i hålet - Som en plastfilm på en pool.

Jordrättighetens karta över rapportens data tyder på att 95 procent av kolaskaaska dammar är olinjiga, men Russ säger att även de som har liners fortfarande står inför ett problem:

"Det är ganska vanligt att deponier och dammar byggs på ett sätt att de rör grundvatten", berättar Russ Omvänd. "I en sådan situation, även om du sätter ett ogenomsläppligt lock över deponi eller damm, tvättar vattnet hela tiden genom aska och läcker ut de giftiga föroreningarna och bär dem ut i miljön."

Men även dammar som är kapade fortfarande står inför ett problem. Rapporten analyserade deponier och grundvattenförsörjning separat, och det visade att 76 procent av deponierna hade osäkra nivåer av föroreningar i kolaska i närheten. Dammar var sämre: 92 procent av dammarna hade osäkra nivåer av föroreningar i närheten. Till exempel hade grundvatten nära en växt nordväst om Pittsburgh arsenikinnehåll 372 gånger högre än säkra nivåer. Nitton miles southeast of Washington, D.C., visar rapporten att aska från tre kolkraftverk har läckt farliga nivåer av åtta olika föroreningar i grundvatten.

"Vi såg konsekvent flera föroreningar över säkra nivåer," säger Russ. "Mer än hälften har minst fyra föroreningar som är närvarande på osäkra nivåer. När det regnar, häller det."

Vilka lösningar finns på bordet?

År 2015 krävde genomgången av kolhanteringsregeln att växter släpper ut data på närliggande grundvatten så att allmänheten kan övervaka föroreningar som kan härröra från deponier och dammar. Det utfärdade också riktlinjer för liners vid nya anläggningar.

Montoys papper gäller specifikt för ytvatten - de var oroade för spillning - men i princip pekar hennes papper på att biocement kan förändra konsistensen hos kolaskahalten för att hålla det solidt i dammen, även när liners är frånvarande.

Arbetet med ett bidrag från elkraftforskningsinstitutet såg Montoyas lag kolsaskaets natur uppslamning genom att blanda den med jordbakterierna Sporosarcina pasteurii, liksom urea och kalcium. När hon kombinerade dessa ingredienser med en kolaska i en serie laboratorieförsök blev den rinnande kolaskautslamningen tjockare.

"Den resulterande biociteten skulle inte göra kolaska helt fast, men det skulle vara mycket mer visköst än den befintliga kolaskautslammet", sa Montoya. "Vårt mål med detta arbete var att se om vi kunde använda bakterier för att skapa en biocementmatris i kolhammar dammar, vilket gör kolasan styvare och lättare att innehålla."

Russ har hört talas om liknande lösningar, men föredrar ett enkelt tillvägagångssätt som skulle leda till en svepande förändring över kolindustrin. "Jag är lite misstänksam för att allt som kommer i kontakt med vatten kommer att bryta ner över tiden," tillägger han. "Jag tycker det bästa att göra fortfarande är att gräva asken ur områden där det är sårbart för att komma ut i miljön."

Han skulle hellre se att dessa växter grävde upp och flyttade till områden där det var ingen chans att de kommer i kontakt med grundvatten - bara om något går fel. Detta, tillägger han, skulle också ge växter möjlighet att skapa bättre liners på säkrare platser.

När det gäller kolanläggningar är det sällan bra nyheter - åtminstone ur miljösynpunkt. Oavsett hur EPA och kolindustrin går med på att gå, lovar det åtminstone att det finns mer än ett livskraftigt sätt att mildra skadan.