Вчені розкрили причини забруднення ґрунтових вод ураном

Нове дослідження, опубліковане в журналі Environmental Science & Technology, розкриває приховані геологічні механізми, що стоять за масштабним забрудненням ураном ґрунтових вод у Східній Карнатаці, Індія. Дослідження очолили науковці з Школи громадського здоров'я Мейлмана Колумбійського університету.

Результати показали, що 78% протестованих ґрунтових вод у регіоні перевищують безпечні межі вмісту урану для питної води. У деяких зразках рівень забруднення ураном досягає показників, що в 75 разів перевищують норми Агентства з охорони навколишнього середовища США. Вплив урану може негативно позначитися на нирках, кістках та печінці, проте забруднення часто залишається непомітним.

Дослідники виявили, що уран стає небезпечно рухливим у специфічних підземних середовищах. Це відкриття може допомогти місцевим громадам контролювати та управляти цією загрозою для здоров'я. Понад 25 мільйонів людей у регіоні покладаються на ґрунтові води для забезпечення більш ніж 70% своїх потреб у питній воді.

Команда науковців співпрацювала з колегами з Центру досліджень зміни клімату Дівеча Індійського інституту науки в Бангалорі та Індійського технологічного інституту в Джодхпурі. Вони провели детективну роботу, щоб з'ясувати умови, відповідальні за вивільнення урану в ґрунтові води.

Дослідники застосували передовий ізотопний аналіз, який вимірює крихітні варіації в атомах, що називаються ізотопами. Цей метод дозволяє відстежити походження речовини, такої як уран, та її рух через навколишнє середовище в водоносних горизонтах, знайдених у твердих породах. Вони створили карту різних підземних умов, що керують поведінкою урану.

Найвище забруднення відбувається в «окислювальних середовищах», де підземні умови розчиняють уран у воді. Натомість «відновлювальні зони» природно затримують його, запобігаючи забрудненню джерел питної води.

«Ми рухаємося далі від простого виявлення урану до розуміння його походження, руху та довгострокової поведінки. Ці знання можуть керувати втручаннями для захисту мільйонів людей», — каже провідний автор дослідження Аріджіт Мітра, доктор філософії, постдокторський науковець кафедри наук про здоров'я навколишнього середовища Колумбійської школи Мейлмана.

Структура дослідження, адаптована з Програми досліджень Суперфонду Північних рівнин Колумбії, може застосовуватися в інших регіонах, що стикаються з природним забрудненням ураном. Це включає кілька штатів на заході та середньому заході США.

«Те, як уран рухається в ґрунтових водах, залежить від того, наскільки окислювальною є вода», — пояснює старший автор дослідження Анірбан Басу, доктор філософії, науковий співробітник кафедри наук про здоров'я навколишнього середовища.

«Коли є достатньо кисню, уран залишається розчиненим і тече з водою. Але коли кисню немає — як у глибших шарах, де певні бактерії розкладають оксиди заліза — уран змінюється на форму, яка не розчиняється, і осідає як тверда речовина. Пропорція ізотопів урану у воді працює як відбиток пальця. Це допомагає нам відстежувати, де уран входить і виходить з води, і чи походить він з близького чи далекого джерела».

Дослідження підкреслює нагальну потребу в більш надійній та довгостроковій мережі моніторингу для відстеження рівнів урану та змін у навколишньому середовищі. Ці знання можуть привести до цільових рішень, таких як визначення місць для розміщення свердловин та локалізоване очищення в уражених місцях.

Дослідження має назву «Ізотопні погляди на окисно-відновні процеси, що керують розподілом урану в ґрунтових водах Східної Карнатаки».