De staalindustrie van Pittsburgh is misschien grotendeels in het verleden, maar haar erfenis leeft voort in stedelijke bodems. Nieuw onderzoek onder leiding van Pitt-geologen laat zien hoe historisch verkooksen en smelten giftige metalen in de bodem van Pittsburgh liet vallen, vooral in de oostelijke helft van de stad.

"Ik denk niet dat mensen bang hoeven te zijn, maar ik denk dat ze zich ervan bewust moeten zijn", zei Alexandra Maxim (A&S '19G), nu een Ph.D. student aan Georgia Tech, die het onderzoek leidde als een Pitt-masterstudent. "Zorg ervoor dat je je grond test en denk goed na over je tuinieren en je kinderen die in bepaalde gebieden spelen."

Hoewel de ernstigste niveaus van lood in de bodem afkomstig zijn van geconcentreerde bronnen, zijn dit niet de enige factoren die vuil schadelijk kunnen maken voor tuinieren of spelen, vooral in een stad met een industriële geschiedenis als Pittsburgh.

"De instinctieve reactie als je aan stedelijke metalen denkt, is te denken dat het allemaal benzine- of verflood is, en zolang je daar voor zorgt, ben je in goede vorm", zegt co-auteur Daniel Bain, een universitair hoofddocent in de Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences. "Maar we hebben niet echt een goed idee van andere, minder vaak voorkomende of meer diffuse bronnen van lood."

Om die andere bronnen te begrijpen, moeten we verder kijken dan huizen en wegen naar gebieden met relatief onaangetaste grond - en pas onlangs zijn de tools voor het testen van grondmonsters algemeen genoeg geworden voor onderzoekers om zich te vertakken van de meest geconcentreerde en zorgwekkende bronnen van vervuiling, voegde Bain eraan toe.

Met monsters van 56 parken, begraafplaatsen en andere locaties in de stad, verzameld door studenten van de Carnegie Mellon University en Jonathan Burgess van het Allegheny County Conservation District, kon het team enkele van die vervuilende factoren opsporen. Ze publiceerden onlangs hun resultaten in het tijdschrift Environmental Research Communications .

Concentraties van bodemmetalen waren over het algemeen hoger in het oosten van de stad, waarschijnlijk als gevolg van windpatronen, en de geografie van de stad speelt ook een rol, ontdekte het team. De niveaus waren hoger in de twee grote, vlakke valleien die Pittsburgh doorkruisen:de historische paden van de rivieren Allegheny en Monongahela.

Deze valleien beïnvloeden nog steeds lokale weerpatronen en dienen als de plaats van temperatuurinversies die vervuiling dicht bij de grond vasthouden. Naast de verslechtering van de luchtvervuiling, denkt het team, kunnen inversies zware metalen van historische industriële locaties een kans hebben gegeven om vanuit de lucht in de bodem te bezinken.

"Alle industriële activiteit was langs de rivieren, en als je denkt aan de rook- en windpatronen, is het logisch dat ze zich in deze valleien zouden vestigen", zei Maxim.

Om de vervuiling aan mogelijke bronnen te koppelen, heeft het team de verhoudingen van verschillende verontreinigende stoffen gemeten en deze vergeleken met de output van verschillende industriële processen. Voor Maxim betekende dat niet alleen het leren van statistieken en kaarttechnieken, maar ook het sorteren en kruisverwijzen van historische bronnen om vroegere cokesfabrieken en smelterijen te lokaliseren. Ze moest ook bepalen welke metalen ze in de lucht lieten vallen.

Zelfs met dat moeizame werk was er een limiet aan wat het team kon samenstellen. "We moesten echt graven, en ik heb het gevoel dat ik net de oppervlakte van deze records heb bekrast", zei Maxim. "Het was echt een fascinerende ervaring - ik had het gevoel dat ik Pittsburgh op een heel intieme manier kende als resultaat van dit onderzoek."

Het team zocht naar verschillende verontreinigende stoffen, waaronder arseen, cadmium, zink en koper. Terwijl lood de neiging heeft om gesprekken over bodemmetalen te domineren, vliegen anderen vaak onder de radar, zoals cadmium, dat het calcium in botten kan vervangen en de kans op een breuk kan vergroten.

"Cadmium zit in steenkool en het kookt bij ongeveer dezelfde temperatuur als cokeskolen, iets waar we in Pittsburgh een lange geschiedenis van hebben," legde Bain uit. "Dus dit is waarschijnlijk iets waar we ons waarschijnlijk meer zorgen over moeten maken."

De concentraties die het team ontdekte, zijn niet meteen alarmerend, zei Bain - de meeste vallen ver onder de actieniveaus die regelgevende instanties gebruiken om te bepalen of een probleem moet worden aangepakt. Maar degenen die tuinieren of jonge kinderen hebben, willen misschien nog steeds hun grond laten controleren. Hij wees op hulpmiddelen die worden aangeboden door het Allegheny County Conservation District voor diegenen die meer willen weten over hun bodem.

Maxim deed nog een suggestie. Ze woont nu in Atlanta en ontdekte dat haar eigen achtertuin een hoog loodgehalte had, een zorg voor haar vanwege haar 13 maanden oude kind. Ze wees op de hoop die het ontluikende veld van "fytoremediatie" biedt:planten gebruiken om schadelijke verontreinigende stoffen op te sluiten.

"Als je hoge vegetatie hebt die de grond op zijn plaats houdt zonder hem te laten bewegen, helpt dat," zei ze. "Andere vegetatie, zoals zonnebloemen, kan metalen opnemen. Er zijn andere dingen die we met onze omgeving kunnen doen dan alleen grasvelden. We hebben mogelijkheden om onszelf te beschermen."

En het team doet verdere tests op de precieze vormen die de verontreinigende stoffen in Pittsburgh aannemen - of ze nu schadelijk zijn voor de mens of opgesloten zitten in chemische verbindingen die voorkomen dat ze hun weg vinden naar de lichamen van levende wezens. Hoewel er meer te leren valt, zei Bain, kan het nog steeds geen kwaad om veilig te zijn.

"Ik denk niet dat we de hele stad moeten opgraven en vervangen door verse grond", zei Bain. "Maar dit soort drijft het punt naar huis dat mensen moeten profiteren van de beschikbare volksgezondheidsmaatregelen." + Verder verkennen

Studie geeft methoden om bronverdeling van zware metalen in de bodem te verkrijgen