Wissenschaftler entdeckten, wie man Giftstoffe in Hunderten von Kohlepflanzen aufnehmen kann

Zum einen die schlechte Nachricht: Eine Analyse von Earth Justice und des Environmental Integrity Project ergab, dass Hunderte von Kohlekraftwerken im ganzen Land gefährliche Giftstoffe in das umgebende Grundwasser absaugen. Wissenschaftler an der North Carolina State University haben jedoch möglicherweise bereits eine Lösung für ein dringendes und gefährliches Problem gefunden.

In dem am Montag veröffentlichten Bericht wurden öffentlich verfügbare Daten von Kohleverwertungsanlagen in 265 Kohlekraftwerken analysiert und festgestellt 91 Prozent von ihnen setzen gefährliche Giftstoffe wie Arsen, Blei oder Radium in die Umgebung ab. Zur gleichen Zeit erschien eine Zeitung online vor dem Druck in der Zeitschrift für Geotechnik und Umwelttechnik zeigt, wie Wissenschaftler dieses Problem möglicherweise mit einem bakteriellen Biozement angehen können.

Der Kontaminationsbericht wurde gemeinsam mit Abel Russ, einem hochrangigen Anwalt der Non-Profit-Watchdog-Organisation Environmental Integrity Project (EIP), verfasst. Das Biozementpapier wurde erstmals von Dr. Brina Montoya, einem Dozent für Bauingenieurwesen, verfasst an der North Carolina State University.

In Montoyas Forschung zeigt ihr Team, dass das Mischen der Kohleabfälle in ein Biozement dazu beitragen kann, dass Giftstoffe, die in der Kohleasche vorhanden sind, nicht in die Irre geleitet werden. Um zu verstehen, wie dieses Biozement das Problem lösen kann, ist es wichtig, etwas über die Funktionsweise von Kohlekraftwerken zu wissen

Wie gelangen Giftstoffe aus der Kohlenasche ins Grundwasser?

Sobald Kohle zur Energiegewinnung verbrannt wird, wird diese Kohle zu einem Aschehaufen, der gefährliche Chemikalien enthält, von denen einige als krebserregend bekannt sind - denken Sie: Arsen. Diese Asche wird dann in speziellen Deponien oder manchmal in Teichen deponiert, wo sie mit Wasser gemischt wird, um eine Aufschlämmung zu bilden. Manchmal verschüttet sich diese Gülle über die Oberfläche - so wie es der Hurrikan Florence im September in North Carolina geschlagen hatte, wodurch die giftige Gülle in den Cape Fear River gelangte.

Russ erklärt, dass, wenn diese Asche einige Jahre lang auf einer Mülldeponie oder einem Teich herumgesammelt ist, diese Giftstoffe in die umgebende unterirdische Umgebung austreten - auch in das Grundwasser, wenn es in der Nähe ist. Die EPA schätzt, dass 2012 in 470 Kohlekraftwerken in den USA 110 Millionen Tonnen Asche produziert wurden - das Zeug sammelt sich also ständig an.

Die EPA - und Mitglieder der Kohleindustrie - ist sich bewusst, dass Giftstoffe aus Deponien oder Teichen in das umgebende Grundwasser gelangen können, sagt Russ. Deshalb schreibt sie vor, dass diese Lagerstätten mit einer undurchlässigen Substanz ausgekleidet werden, die das Böse bewahren soll Zeug in dem Loch - wie ein Plastikliner in einem Schwimmbad.

Die Karte der Berichterstattung von Earth Justice deutet darauf hin, dass 95 Prozent der Kohleascheichen unbewachsen sind, aber Russ sagt, dass selbst diejenigen, die Liner haben, immer noch ein Problem haben:

"Es ist üblich, dass Deponien und Teiche so gebaut werden, dass sie das Grundwasser berühren", sagt Russ Inverse "In einer solchen Situation wird das Wasser, selbst wenn Sie eine undurchlässige Kappe über die Mülldeponie oder den Teich setzen, ständig durch die Asche gespült, diese giftigen Schadstoffe herausgelaugt und in die Umgebung abgeführt."

Aber auch Teiche, die gedeckt sind, haben immer noch ein Problem. In dem Bericht wurden Deponien und Grundwasservorräte getrennt analysiert, und es zeigte sich, dass 76 Prozent der Deponien in der Nähe unsichere Schadstoffe für Kohleasche aufwiesen. Teiche waren schlimmer: 92 Prozent der Teiche hatten in der Nähe unsichere Schadstoffwerte. Beispielsweise hatte Grundwasser in der Nähe einer Anlage nordwestlich von Pittsburgh Arseninhalt 372 mal höher als sichere Stufen. Neunzehn Meilen südöstlich von Washington, DC, zeigt der Bericht, dass Asche aus drei Kohlekraftwerken acht verschiedene Schadstoffe in das Grundwasser gelangt hat.

„Wir haben ständig mehrere Schadstoffe über den sicheren Grenzwerten gesehen“, sagt Russ. „Bei mehr als der Hälfte sind mindestens vier Schadstoffe in unsicheren Mengen vorhanden. Wenn es regnet gießt es."

Welche Lösungen liegen auf dem Tisch?

Nach der Verabschiedung der Regel für die Entsorgung von Kohleasche mussten die Pflanzen 2015 Daten aus dem nahe gelegenen Grundwasser freigeben, sodass die Öffentlichkeit möglicherweise Schadstoffe aus Deponien und Teichen überwachen kann. Es gab auch Richtlinien für Auskleidungen in neuen Werken heraus.

Montoyas Artikel bezieht sich speziell auf Oberflächenwasser - sie waren besorgt um Verschütten -, aber im Prinzip weist ihre Arbeit darauf hin, dass Biozement die Konsistenz der Kohleschlackenaufschlämmung verändern kann, um zu helfen, dass sie stabil im Teich bleibt, selbst wenn keine Liner vorhanden sind.

Im Rahmen eines Stipendiums des Electric Power Research Institute untersuchte das Montoya-Team die Natur der Kohleschlacke, indem es sie mit den Bodenbakterien mischte Sporosarcina pasteurii sowie Harnstoff und Kalzium. Als sie diese Zutaten in einer Reihe von Laborexperimenten mit einer Kohleaschenaufschlämmung kombinierte, wurde diese flüssige Kohleaschenaufschlämmung dicker

"Der daraus entstehende Biozement würde die Kohleasche nicht vollständig fest machen, aber sie wäre viel viskoser als der vorhandene Kohleaschenschlamm", sagte Montoya. "Unser Ziel bei dieser Arbeit war es, herauszufinden, ob wir Bakterien verwenden können, um eine Biozementmatrix in Kohleascheichen aufzubauen, wodurch die Kohleasche steifer und leichter zu halten ist."

Russ hat von ähnlichen Lösungen gehört, bevorzugt jedoch einen einfachen Ansatz, der die Kohleindustrie grundlegend verändern würde. "Ich bin etwas misstrauisch, weil alles, was mit Wasser in Kontakt kommt, im Laufe der Zeit zusammenbricht", fügt er hinzu. "Ich denke, das Beste, was noch zu tun ist, ist, die Asche aus den Bereichen herauszuheben, in denen die Gefahr besteht, dass sie in die Umwelt entkommen."

Er würde es lieber sehen, wenn diese Pflanzen ausgegraben und dorthin gezogen würden keine Chance dass sie mit Grundwasser in Kontakt kommen - nur für den Fall, dass etwas schief geht. Er fügte hinzu, dass dies den Anlagen auch die Möglichkeit geben würde, an sicheren Orten bessere Liners herzustellen.

Bei Kohlekraftwerken gibt es - zumindest aus ökologischer Sicht - kaum gute Nachrichten. Wie auch immer sich die EPA und die Kohleindustrie einig sein werden, es verspricht zumindest, dass es mehr als einen Weg gibt, den Schaden zu mindern.