Theo dòng sự kiện

Thử nghiệm mới có thể phát hiện các hạt nhỏ nhưng độc của tro than trong đất

26/07/2021, 12:16

TNNN - Thử nghiệm phát hiện tro ở nồng độ quá thấp và kích thước nhỏ đến mức các thử nghiệm khác có thể bỏ sót nó.

Các nhà khoa học tại trường Đại học Duke đã phát triển một bộ bốn thử nghiệm mới có thể được sử dụng để phát hiện ô nhiễm tro than trong đất với độ nhạy chưa từng có. Các thử nghiệm được thiết kế đặc biệt để phân tích đất với sự hiện diện của các hạt tro bay mà các thử nghiệm nhỏ khác có thể bỏ sót.

Tro bay là một phần của tàn dư quá trình đốt cháy than (CCRs) được tạo ra khi nhà máy điện đốt than nghiền thành bột. Các hạt tro bay cực nhỏ, thường có kích thước siêu nhỏ, chứa nồng độ cao của asen, selen và các nguyên tố độc hại khác, nhiều độc tố trong số đó đã được làm giàu thông qua quá trình đốt cháy.

Trong khi thu giữ phần lớn tro bay trong các nhà máy điện và xử lý tại các hầm chứa tro than và bãi chôn lấp, một số lại thoát ra ngoài và thải ra môi trường. Theo thời gian, các hạt này có thể tích tụ trong đất theo chiều gió từ cây trồng, tiềm ẩn nhiều nguy cơ đối với môi trường và sức khỏe con người.

Avner Vengosh, giáo sư nổi tiếng về chất lượng môi trường tại Trường Môi trường Nicholas của Duke cho biết: “Do kích thước của những hạt này, nên thật khó để phát hiện ra chúng và đo lường lượng tro bay đã tích tụ. Các phương pháp mới của chúng tôi mang đến khả năng thực hiện điều đó - với mức độ chắc chắn cao".

Chất thải từ quá trình đốt than là chất thải rắn công nghiệp lớn nhất được tạo ra tại Hoa Kỳ. Khi đất bị ô nhiễm tro bay bị xáo trộn hoặc đào lên, bụi có chứa tro có thể phát tán trong không khí vào các ngôi nhà gần đó và các môi trường trong nhà khác. Hít phải bụi có chứa các hạt tro bay với hàm lượng kim loại độc hại cao có liên quan đến bệnh phổi, tim, ung thư, rối loạn hệ thần kinh và các ảnh hưởng xấu khác.

Zhen Wang, một nghiên cứu sinh từ phòng thử nghiệm của Vengosh tại Duke, người dẫn dắt cuộc nghiên cứu cho biết: “Truy tìm ô nhiễm từ vị trí nguồn của nó là điều cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và xác định hành động khắc phục hậu quả. Những phương pháp mới này bổ sung cho các thử nghiệm mà chúng tôi đã phát triển nhằm truy tìm tro than trong môi trường và mở rộng phạm vi điều tra của chúng tôi".

Thiết kế các thử nghiệm mới để sử dụng cùng nhau nhằm cung cấp các chứng thực độc lập về việc liệu các hạt tro bay có trong mẫu đất hay không và nếu có thì tỷ lệ này với tổng lượng đất là bao nhiêu. Wang cho biết: “Đầu tiên, chúng tôi đo lường mức độ phong phú của một số kim loại, chẳng hạn như asen, selen và antimon, mà chúng tôi biết rằng làm giàu tro than hơn trong đất bình thường. Nếu các kim loại này hiện diện ở mức cao hơn bình thường, chúng tôi có thể sử dụng hai chất chỉ thị địa hóa khác, nuclit phóng xạ và đồng vị bền chì, nhạy hơn kim loại vết nhằm kiểm tra mẫu và phát hiện các hạt tro bay siêu nhỏ trong đất. Chúng tôi cũng soi đất dưới kính hiển vi để kiểm tra xem chúng tôi có thể xác định vật lý các hạt tro bay này hay không và ước tính tỷ lệ chúng trong đất".

Mỗi phương pháp đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng và nếu chỉ sử dụng phương pháp duy nhất có thể dẫn đến đánh giá quá cao hoặc quá thấp sự xuất hiện của tro bay trong đất.

Vengosh nói: "Bằng cách sử dụng cả một bộ bốn thử nghiệm cùng nhau, chúng tôi sẽ xác định được sự hiện diện của hạt tro bay siêu nhỏ trong đất".

Để đánh giá độ tin cậy của các thử nghiệm mới, các nhà nghiên cứu đã phân tích đất bề mặt từ 21 địa điểm xuôi gió của Nhà máy hóa thạch Bull Run thuộc Cơ quan quản lý Thung lũng Tennessee tại Claxton, TN và 20 địa điểm theo chiều gió của Trạm hơi nước Marshall của Duke Energy trên Hồ Norman, NC. Các mẫu ở Bắc Carolina đến từ Mooresville, một thị trấn nằm bên kia hồ với nhà máy Marshall.

Các mẫu đối chứng cũng được thu thập tại các vị trí ngược gió của mỗi nhà máy. Các cuộc thử nghiệm nhất quán cho thấy hầu hết các mẫu thu thập được từ gió của cả hai nhà máy đều có ô nhiễm tro bay, nhưng do tỷ lệ tro bay thấp nên nồng độ các nguyên tố độc hại không vượt quá quy định về sức khỏe con người đối với kim loại xuất hiện trong đất.

Các cuộc thử nghiệm cũng cho thấy rằng, các mẫu đất gần Nhà máy Hóa thạch Bull Run tại Tennessee thường chứa hàm lượng tro bay cao hơn đáng kể so với các mẫu ở Bắc Carolina và nồng độ cao nhất là trong đất từ ​​Công viên Cộng đồng Claxton, một sân chơi và địa điểm giải trí nằm bên ngoài Nhà máy Bull Run.

Tất cả điều này cho chúng ta biết điều gì? "Đầu tiên, nó xác nhận rằng các công cụ mới của chúng tôi hoạt động nhất quán và khi được sử dụng cùng nhau, cung cấp một phương pháp đáng tin cậy để phát hiện sự nhiễm bẩn mà các thử nghiệm khác có thể bỏ sót", Vengosh nói. "Thứ hai, nó nhấn mạnh sự cần thiết phải giám sát thường xuyên các địa điểm ở gần nơi có gió xuôi chiều với nhà máy nhiệt điện than, ngay cả khi hiện tại mức độ ô nhiễm dưới ngưỡng an toàn.

Tro bay tích tụ theo thời gian và gây nguy hiểm khi tiếp xúc nhiều lần với bụi sân chơi hoặc bụi nhà, Vengosh nói: “Nồng độ kim loại độc hại thấp trong đất không có rủi ro đáng kể. Chúng ta cần hiểu sự hiện diện của tro bay trong đất gần các nhà máy than có ảnh hưởng đến sức khỏe của những người sống gần đó ra sao. Ngay cả khi các nhà máy than tại Hoa Kỳ ngừng hoạt động hoặc được thay thế bằng khí tự nhiên, di sản môi trường của tro than trong những khu vực này sẽ vẫn tồn tại trong nhiều thập kỷ tới".

Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Khoa học & Công nghệ Môi trường.

Trường Đại học Duke

Đỗ Quyên dịch

Nguồn: Lab Manager- Hoa Kỳ

Bình luận