Verontreiniging met kwik is sinds 1979 een probleem in de South River in Virginia. toen kwik in de rivier werd ontdekt. Kwik werd gebruikt in industriële processen in de voormalige DuPont-fabriek in Waynesboro, Virginia van 1929 tot 1950 en in het begin van de jaren tachtig, het Virginia Department of Health gaf adviezen voor visconsumptie langs de South River.

Hernieuwde inspanningen om de oude kwikverontreiniging in de rivier aan te pakken, begonnen in 2001 toen de DuPont Company en verschillende regelgevende instanties in Virginia het South River Science Team (SRST) oprichtten. De SRST begon een waterscheidingsniveau toe te passen, op risico's gebaseerd beoordelingsproces om te beoordelen waarom de kwikconcentraties in de South River hoog blijven en wat er kan worden gedaan om dit te verhelpen.

In 2004, Professor James Pizzuto van de Universiteit van Delaware begon samen met de SRST te kijken naar kwikverontreiniging in de South River. Nutsvoorzieningen, 16 jaar later, met fondsen om het onderzoek voort te zetten tot 2022, dat werk heeft geleid tot 14 publicaties, met vier doctoraatsstudenten en zes masterstudenten die praktische onderzoekservaring hebben opgedaan door aan het project te werken.

Pizzuto zei dat het werk niet had kunnen worden voltooid zonder de hulp van zijn faculteitscollega's van de afdeling Aardwetenschappen in UD's College of Earth, Oceaan en milieu. Professor Michael O'Neal hielp Pizzuto door onderzoek te doen naar de 40 mijl van de rivier met behulp van remote sensing data van lidar en luchtfotografie. Professor Neil Sturchio en Kyungsoo Yoo, een voormalig assistent-professor bij UD die nu werkt als professor aan de Universiteit van Minnesota, Tweeling steden, hielp ook Pizzuto op het project.

Kwikverontreiniging

Toen in 1976 kwik in de rivier werd ontdekt, Er zijn studies uitgevoerd die aantoonden dat het kwik werd verspreid over verschillende milieucompartimenten, waaronder uiterwaarden. Het reactieplan was om het systeem te monitoren, inclusief de vis, om te evalueren of de kwikconcentraties zouden afnemen met de snelheid die wordt weergegeven in stroomgebiedmodellering.

"Dat deden ze tot bijna 2000, en ze merkten dat de kwikverontreiniging in de vissen er niet beter op werd. In sommige plaatsen, het werd steeds erger, "zei Pizzuto. "Dus besloten ze dat ze hun onderzoek moesten opvoeren."

Op dat punt, het enige dat bekend was, was dat er kwik in de vis zat, maar de manier waarop het kwik in de vis kwam, was nog onbekend. De onderzoekers vermoedden dat er een voortdurende bron van kwik moet zijn, en de SRST begon mogelijke bronnen te onderzoeken.

"Ze vroegen me om ermee aan de slag te gaan, en de komende jaren ze kregen een hele reeks adviseurs en ze huurden veel academici en andere experts in om naar de biota te kijken, een deel van de geochemische fietsen, en veel verschillende aspecten van het probleem, " zei Pizzauto, die rivieren bestudeert, hoe ze zich gedragen en wat ze dragen, meestal met sediment.

In dit geval, Pizzuto kijkt naar het kwik dat vastzit aan het sediment in de rivier, de beweging van sedimentaire deeltjes door het stroomgebied en de implicaties daarvan voor rivierherstel, stroomgebiedbeheer en geologische problemen.

pizza, zijn team en andere wetenschappers begonnen met het monitoren en verzamelen van gegevens en kwamen geleidelijk met ideeën over de bron van besmetting in de South River. Ze ontdekten dat een belangrijke voortdurende bron van verontreiniging verband hield met het feit dat het kwik een hoge affiniteit heeft voor vaste stoffen en dat kwik in lozingen op de fabriekslocatie zich had vastgehecht aan fijne sedimentdeeltjes.

"Tijdens overstromingen, deze deeltjes kunnen neerslaan op de overstromingsvlakte, en daarna gebeurt, ze zitten daar maar, "zei Pizzuto. "Toen, zoals rivieren doen, de rivier erodeert haar oevers en recyclet dat materiaal, en het gaat terug in de stroom. Dus de hele overstromingsvlakte is dit enorme reservoir van sedimenten verontreinigd met kwik waar de rivier nog steeds toegang toe heeft."

Studies toonden ook aan dat sommige oeverbodems hogere kwikconcentraties bevatten dan de uiterwaarden. Het team van Pizzuto heeft een aantal jaren besteed aan het documenteren van dat probleem en ontdekte dat de aanvoer van kwik uit die bron groot genoeg was om de besmetting in de vissen van de rivier te verklaren.

Huidige werk

Met de gegevensverzameling in de hand, de SRST is begonnen met de overgang van de wetenschappelijke fase van het onderzoek naar een saneringsplan om te proberen de oevers te beschermen zodat de rivier geen toegang meer heeft tot die verontreinigde sedimenten. Ze zijn stroomopwaarts begonnen en werken zich een weg stroomafwaarts, controle langs de weg om te zien of het saneringsplan werkt.

"Het is nogal een experiment, niemand heeft ooit een riviervallei met dit niveau van vervuiling met succes schoongemaakt, ' zei Pizzauto.

De rol van Pizzuto is nu om hen te helpen met de monitoring. Terwijl Pizzuto zei dat de SRST-leden het gevoel hebben dat ze succesvol zullen zijn in het beperken van de voortdurende kwikbron door erosie van rivieroevers, er zit nog steeds verontreinigd kwik in de rivierbodemsedimenten.

"Ze willen dat we hen vertellen hoe lang het duurt voordat de rivier zijn rivierbodem heeft schoongemaakt en hoe dat spul geleidelijk stroomafwaarts zal bewegen en hopelijk het gebied zal verlaten. "zei Pizzuto. "Dus nu zijn ze terug bij de zelfreinigende hypothese, maar alleen in een beperkt deel van het systeem."

Pizzuto zal de sedimenten van de rivierbodem tot 2022 monitoren en zei dat het moeilijk te bestuderen is omdat er geen overeenstemming is over de juiste methodologie.

Ze proberen gecontroleerde buitenexperimenten te creëren - mesocosms genaamd - met monsters die rivierbodemsedimenten bevatten en de samplers bezaaien met kleine sedimentdeeltjes waaraan het kwik zich hecht in de rivierbedding. De monsternemers worden vervolgens in de rivier geplaatst om te zien hoe lang het duurt voordat de rivier de deeltjes verwijdert die ze in de containers hebben gedaan. Uit die informatie, ze hopen relaties te ontwikkelen die hopelijk voor de hele rivier kunnen gelden.

Ze verzamelen momenteel achtergrondinformatie over waar de mesocosm-samplers in de rivier moeten worden geplaatst.

"We moeten veel over de rivier weten om de resultaten die we krijgen te interpreteren, dus we hebben veel in kaart gebracht en hydrodynamische modellering en bemonstering gedaan, en we moesten deze samplers helemaal opnieuw ontwerpen, dus we werken er nog aan, "zei Pizzuto. "We zouden klaar moeten zijn om ze in de toekomst uit te zetten en ze zullen daar waarschijnlijk een paar jaar in een of andere vorm blijven zitten terwijl we kijken om te zien wat er met hen gebeurt."

Naast O'Neal en Sturchio, Christy Li, een doctoraatsstudent in CEOE, en Anne Kelly, een masterstudent CEOE, werken ook aan het huidige project.