铅同位素是追踪煤灰的新工具

吸入含有燃煤飞灰颗粒的粉尘与肺和心脏病、癌症、神经系统疾病和其他不良影响有关。

但追踪尘埃中煤灰的存在对科学家来说是一个挑战。

到现在。

杜克大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员开发了一种新的法医示踪剂，该示踪剂使用铅同位素来检测灰尘和其他固体(包括土壤和沉积物)中的粉煤灰。粉煤灰是煤粉燃烧产生的细颗粒。

测试表明，示踪剂可以区分来自煤灰的铅和来自其他主要人类或自然来源的铅的化学特征，包括来自含铅汽油和含铅油漆的遗留污染。

杜克大学尼古拉斯环境学院地球化学和水质教授 Avner Vengosh 说：“铅增加了我们的法医工具箱，并为我们提供了一种强大的新方法来追踪环境中的飞灰污染。”

示踪剂拓宽了科学家评估和监测在煤灰池和垃圾填埋场附近生活或工作的人的暴露风险的能力，或在煤灰在土壤上作为填充物或重新用于其他目的的地点附近。

“在 2008 年田纳西州东部发生大规模 TVA 煤灰泄漏后，许多清洁工人和当地居民暴露于含有高浓度铅、砷和其他污染物的飞灰粉尘中，他们的健康受到了严重影响，”文戈什说。“煤灰储存设施或煤灰与土壤混合作为填充物的地点附近的社区现在担心他们也可能接触到有害污染物。”

“这些类型的风险只会在 EPA 的未决提案下增加，以放宽对散布煤灰以‘有益使用’或将其储存在无衬里的坑和垃圾填埋场的限制，”Vengosh 说。

“我们希望这种新的示踪剂能够增强我们已经开发的用于追踪水生环境中煤灰污染的同位素示踪剂套件，将帮助我们为处于危险中的社区提供更大的保护，”他说。

Vengosh 和他的同事于 10 月 16 日在环境科学与技术快报上发表了他们的同行评审研究。他们分析了 2004 年至 2013 年间从 12 个美国燃煤电厂收集的 45 个飞灰样本。其中 16 个飞灰样本来自阿巴拉契亚煤炭，22 个来自伊利诺伊盆地的煤炭，7 个来自粉河盆地。

这是第一项对美国所有三个主要产煤盆地的粉煤灰中铅同位素进行系统分析的研究。

作为概念验证实验，研究人员使用新的铅同位素示踪剂分析了北卡罗来纳州东部萨顿湖的沉积物。从 1970 年代起，该湖一直是一座燃煤电厂的蓄水池，直到 2013 年该电厂被天然气发电厂取代，Vengosh 团队今年早些时候的一项研究表明，该湖是多个未报告的煤灰的所在地多年来溢出。萨顿湖位于开普菲尔河上，距威尔明顿市上游约 11 英里。研究人员还测试了附近瓦卡莫湖的沉积物样本，该湖从未被用作煤灰蓄水池。

“测试表明，萨顿湖沉积物的铅同位素指纹与阿巴拉契亚盆地煤中的飞灰相似，与未受影响的瓦卡莫湖沉积物的铅同位素指纹完全不同，”文戈什实验室的博士生王震说，他是主要作者在研究上。“这与之前的研究结果一致，证实了我们早期的发现，并验证了铅同位素作为追踪环境中煤蝇询问的新工具的适用性。”

杜克大学的 Gary S. Dwyer 和北卡罗来纳大学教堂山分校的 Drew S. Coleman 与 Wang 和 Vengosh 共同撰写了这项研究。

资金来自杜克大学尼古拉斯环境学院。