Các nguyên tố đất hiếm trong chất thải điện tử đang đi vào nước uống

Nguyên tố đất hiếm là một phần thiết yếu của nhiều máy tính và thiết bị công nghệ cao khác, chẳng hạn như điện thoại di động và ổ cứng. Tuy nhiên, người ta ngày càng nhận ra rằng chúng có thể gây hại trong môi trường ngay cả ở mức độ thấp.

Diane McKnight, tác giả của nghiên cứu&# 39, cho biết:" điều này đáng lo ngại vì nồng độ của chúng không được giám sát và không có tiêu chuẩn chất lượng nước cho chúng."

Đây là nghiên cứu đầu tiên nghiên cứu cách các nguyên tố đất hiếm di chuyển trong các lưu vực giàu khoáng sản. Đây cũng là lần đầu tiên nghiên cứu cách biến đổi khí hậu giải phóng nhiều nguyên tố đất hiếm hơn vào các dòng chảy bằng cách thay đổi dòng nước và các quá trình phong hóa tự nhiên.

Từ những năm 1990, Diane McKnight đã dẫn dắt các sinh viên của mình điều tra chất lượng nước của lưu vực sông Snake ở Colorado. Trọng tâm chính của họ là đo lường và quan sát sự thoát nước của đá axit. Trong quá trình này, đá bao gồm các khoáng chất gốc sulfua, chẳng hạn như pyrit, sẽ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí và nước. Phản ứng hóa học kết quả tạo ra axit sulfuric và các kim loại hòa tan, chẳng hạn như sắt, được thải ra suối. Nước có tính axit hơn có thể hòa tan thêm các kim loại nặng, chẳng hạn như chì, cadmium và kẽm, và người ta đã chứng minh rằng nó cũng có thể mang các nguyên tố đất hiếm.

Điều thực sự kiểm soát tính di động của các nguyên tố đất hiếm là giá trị pH. Garrett rue, tác giả đầu tiên, nói rằng ông đã nhận bằng thạc sĩ' về nghiên cứu vôi với McKnight và sau đó là tiến sĩ' s tại Cu boulder.

Thoát nước đá axit xảy ra tự nhiên ở miền Tây Hoa Kỳ vì địa chất ở đó rất giàu pyrit. Tuy nhiên, các mỏ khai thác trong lịch sử đã làm xáo trộn một số lượng lớn đá và đất, dẫn đến quá trình này tăng mạnh và ô nhiễm nước ở hạ lưu.

Tại lưu vực sông Snake, các thị trấn bị ảnh hưởng bởi hệ thống thoát nước của mỏ axit buộc phải thích nghi với chất lượng nước kém. Một số thị trấn bùng nổ khai thác trước đây, chẳng hạn như Silverton, kiếm ăn từ các nguồn xa xôi. Những người khác dựa vào các nhà máy xử lý nước đắt tiền. Tất cả cá ở sông Snake đều được thả vì hàm lượng kẽm trong nước quá cao khiến bất kỳ loài cá địa phương nào có thể tồn tại được. Vấn đề này là duy nhất đối với miền tây Hoa Kỳ. Rue cho biết hơn 40% thượng nguồn của các con sông chính ở miền Tây bị ô nhiễm bởi một số dạng thoát nước mỏ hoặc đá axit.

Sông Snake cung cấp một phòng thí nghiệm tự nhiên tốt để điều tra cả hai, bởi vì phần dòng chảy của Peru trong lưu vực đã bị khai thác nhiều, trong khi thượng nguồn sông Snake thì không. Tuy nhiên, rue và McKnight phát hiện ra rằng cả hai phần của lưu vực hiện đang đóng góp một lượng lớn kim loại ở hạ lưu vì biến đổi khí hậu đã kéo theo mùa hè dài hơn và mùa đông ít tuyết hơn. Các dòng chảy dài hơn và thấp hơn khiến kim loại dễ dàng xâm nhập vào đầu nguồn và tập trung các kim loại vốn đã bị pha loãng do tuyết tan.

Nó có nghĩa là quá trình tương tự của nhiều kim loại nặng đi vào dòng chảy cũng đang tác động lên các nguyên tố đất hiếm. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy các nguyên tố đất hiếm trong toàn bộ sông Snake "Chúng tôi đã ghi nhận được một phạm vi nồng độ từ 1 đến hàng trăm microgam / lít - cao hơn vài bậc độ lớn so với nước bề mặt điển hình - và nồng độ cao nhất là ở các khu vực thượng nguồn và nhận thoát nước từ các mỏ bỏ hoang" Rue nói.

Họ cũng ghi nhận rằng sự gia tăng của các nguyên tố đất hiếm trong sông Snake tương ứng với sự gia tăng nhiệt độ không khí vào mùa hè, và nồng độ tích lũy của các nguyên tố đất hiếm trong côn trùng sống trong các dòng suối tương đương với độc tính của các kim loại khác như chì và cadmium .

Chúng tôi bắt đầu hiểu rằng một khi các nguyên tố đất hiếm xâm nhập vào nước, chúng có xu hướng ở lại đó và chúng sẽ không bị loại bỏ bởi quy trình xử lý truyền thống, điều này có tác động đến việc tái sử dụng, và khiến một số thành phố ở châu Âu chỉ định các nguyên tố đất hiếm là chất ô nhiễm mới trong cung cấp nước uống. Xét rằng sông Snake trực tiếp chảy vào hồ chứa Dillion, nguồn lưu trữ nước lớn nhất ở Denver, đây có thể là một vấn đề trong tương lai.

Các nhà nghiên cứu cho rằng việc điều tra và đầu tư vào công nghệ thu hồi các nguyên tố đất hiếm từ nước tự nhiên có thể tạo ra hàng hóa có giá trị và giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến đá axit và hệ thống thoát nước mỏ, vốn sẽ trở nên tồi tệ hơn với sự thay đổi của khí hậu.

Nguyên tố đất hiếm được sử dụng để tạo ra nhiều sản phẩm. Vì vậy, chính phủ chúng tôi đã tìm kiếm nguồn, nhưng đồng thời, việc khai thác đã để lại dấu ấn không thể xóa nhòa ở vùng biển phía Tây. Nếu chúng ta có thể thu hoạch một số vật liệu này đã xâm nhập vào môi trường của chúng ta, thì việc xử lý nước và tái chế những vật liệu này đồng thời có giá trị.

Vấn đề này ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn, và chúng ta cần phải xử lý nó. Nếu chúng ta có thể giải quyết vấn đề này một cách toàn diện, chúng ta có thể có các nguồn tài nguyên quý giá và có tính đến thích ứng với khí hậu.