Op de loer in sedimenten en rond het kostbare grondwater onder onze voeten is een gevaarlijk gif:uranium. Wetenschappers weten dit al lang en hebben er op getest. Maar nu hebben Stanford-onderzoekers de trigger geïdentificeerd die ervoor zorgt dat natuurlijk voorkomend uranium uit sedimenten loskomt en in het grondwater sijpelt. wijzend op een oplossing voor het beheer van het toxine voordat het een probleem wordt.

In een nieuw regionaal model dat aquiferinformatie combineert met bodemeigenschappen voor het voorspellen van de grondwaterkwaliteit, de onderzoekers lokaliseerden de factoren die verband houden met uraniumverontreiniging. Het onderzoek, gepubliceerd in Milieuwetenschap en -technologie 8 december geeft aan dat calciumconcentraties en bodemalkaliteit belangrijke bepalende factoren zijn voor de verontreiniging van het uranium-grondwater in Central Valley in Californië. De bevindingen zullen vooral belangrijk zijn omdat waterbeheerders plannen maken voor een toekomst met meer mensen en minder water uit de sneeuwlaag in een opwarmende wereld.

Uranium behoort tot de top drie van schadelijke, natuurlijk voorkomende grondwaterverontreinigingen in de Central Valley, samen met arseen en chroom. De radioactieve, metalen element wordt gevaarlijk wanneer het in grote hoeveelheden wordt geconsumeerd, nierbeschadiging en een verhoogd risico op kanker veroorzaken. Het komt veel voor in de San Joaquin Valley in de Central Valley, en komt ook van nature voor in semi-aride en droge omgevingen over de hele wereld.

Onderzoekers richtten zich op locaties in de watervoerende lagen van Central Valley waar is waargenomen dat de uraniumconcentraties in het grondwater de drinkwaternorm van 30 microgram uranium per liter overschrijden.

"Elke watervoerende laag heeft een of meer van deze natuurlijke verontreinigingen. De vraag is of ze goedaardig in de sedimenten zitten of echt problemen veroorzaken door in het grondwater te komen, " zei co-auteur Scott Fendorf, de Huffington Family Professor in Earth system science aan de School of Earth, Energie- en milieuwetenschappen (Stanford Earth). "Waterbeheerders kunnen onze bevindingen gebruiken om oplossingen te voorspellen voordat de problemen zich voordoen."

De studie richt zich op de chemische effecten van grondwateraanvulling, dat is het proces van regenval die in de bodem sijpelt en naar beneden gaat in onderliggende watervoerende lagen. Als regenwater naar beneden sijpelt, zijn chemie verandert als het interageert met de grondomgeving. Het terugpompen van het water heeft ook invloed op de dynamiek van de aquifer, die de chemie van het systeem kan veranderen en hoe elementen zoals uranium worden verdeeld tussen de vaste stoffen (sedimenten) en water. Als het water tijdens zijn reizen meer calcium opneemt en ook meer alkalisch wordt, het kan uranium aantrekken en watervoerende lagen verontreinigen, vonden de onderzoekers.

"Ons werk laat zien dat het niet alleen de eigenschappen van de watervoerende laag zijn die invloed hebben op uranium, maar factoren zoals het kleigehalte en de pH van de bodem die dienden als belangrijke voorspellers van uraniumconcentraties in het grondwater, " zei hoofdonderzoeksauteur Alandra Lopez, een doctoraat student Aardsysteemwetenschap. "Het benadrukt het belang van het opnemen van gegevens over bodemeigenschappen bij het genereren van kwetsbaarheidskaarten voor aquifers voor een natuurlijk voorkomende verontreiniging zoals uranium."

Het goede nieuws:de onderzoekers schatten dat de factoren die dit proces van het losraken van uranium uit sedimenten in het grondwater introduceren, voornamelijk plaatsvinden in de bovenste zes voet van de bodem, suggereren dat een gemakkelijke oplossing zou kunnen betekenen dat u dat gebied moet omzeilen.

"Als je het opladen van aquifers gaat beheren, die met klimaatverandering steeds meer nodig zal zijn, wees voorzichtig dat het water door de grond infiltreert, waar calcium en alkaliteit vaak het hoogst zijn. Deze beheerscenario's worden nu overwogen, " zei Fendorf, die ook een senior fellow is bij het Stanford Woods Institute for the Environment.

Het team zegt dat hun methodologie waterbeheerders een gemakkelijke manier biedt om grote invloeden op de uraniumconcentraties in het grondwater op schaal te voorspellen.

"We proberen iedereen te vertellen dat je hier van tevoren over moet nadenken, want dan kun je het probleem omzeilen, "Zei Fendorf. "Het is een soort voorspelling versus achteraf-reactie - als je eenmaal uranium in het water meet, uw probleem is al bij de hand en het is veel duurder om het op te lossen."