العناصر الأرضية النادرة في النفايات الإلكترونية تدخل مياه الشرب

تعد العناصر الأرضية النادرة جزءًا أساسيًا من العديد من أجهزة الكمبيوتر وغيرها من المعدات عالية التقنية ، مثل الهواتف المحمولة ومحركات الأقراص الثابتة. ومع ذلك ، يتزايد الاعتراف بأنها يمكن أن تكون ضارة في البيئة حتى عند المستويات المنخفضة.

قالت ديان ماكنايت ، مؤلفة الدراسة:&مثل ؛ هذا أمر مقلق لأن تركيزاتها لا تخضع للمراقبة ولا توجد معايير جودة المياه بالنسبة لها.&مثل ؛

هذه الدراسة هي الأولى من نوعها لدراسة كيفية تحرك العناصر الأرضية النادرة في مستجمعات المياه الغنية بالمعادن. هذه أيضًا هي المرة الأولى التي ندرس فيها كيف يطلق تغير المناخ المزيد من العناصر الأرضية النادرة في الجداول عن طريق تغيير تدفق المياه وعمليات التجوية الطبيعية.

منذ التسعينيات ، قادت Diane McKnight طلابها للتحقيق في جودة المياه في حوض نهر Snake في كولورادو. ينصب تركيزهم الرئيسي على قياس ومراقبة تصريف الصخور الحمضية. في هذه العملية ، تتأكسد الصخور بما في ذلك المعادن التي أساسها الكبريتيد ، مثل البيريت ، عند تعرضها للهواء والماء. ينتج التفاعل الكيميائي الناتج حامض الكبريتيك والمعادن الذائبة ، مثل الحديد ، والتي يتم تصريفها في مجاري المياه. يمكن أن تزيد المياه الحمضية من إذابة المعادن الثقيلة ، مثل الرصاص والكادميوم والزنك ، وقد ثبت أنها يمكن أن تحمل أيضًا عناصر أرضية نادرة.

ما يتحكم حقًا في تنقل العناصر الأرضية النادرة هو قيمة الأس الهيدروجيني. قال جاريت رو ، المؤلف الأول ، إنه حصل على درجة الماجستير&# 39 ؛ s في أبحاث الجير مع McKnight ثم على درجة الطبيب&# 39 ؛ في Cu boulder.

يحدث تصريف الصخور الحمضية بشكل طبيعي في غرب الولايات المتحدة لأن الجيولوجيا هناك غنية بالبيريت. ومع ذلك ، فقد تسببت المناجم في التاريخ في إزعاج عدد كبير من الصخور والتربة ، مما أدى إلى زيادة حادة في هذه العملية وتلوث المياه في اتجاه مجرى النهر.

في حوض نهر الأفعى ، اضطرت المدن المتضررة من تصريف المناجم الحمضية للتكيف مع نوعية المياه الرديئة. تتغذى بعض مدن ازدهار التعدين السابقة ، مثل Silverton ، من مصادر بعيدة. يعتمد البعض الآخر على محطات معالجة المياه باهظة الثمن. يتم تخزين جميع الأسماك في نهر الأفعى لأن محتوى الزنك في الماء مرتفع جدًا بحيث يتعذر على أي نوع من الأسماك المحلية البقاء على قيد الحياة. هذه المشكلة خاصة بغرب الولايات المتحدة. قال رو إن أكثر من 40٪ من الروافد العليا للأنهار الرئيسية في الغرب ملوثة ببعض أشكال المناجم الحمضية أو الصرف الصخري.

يوفر نهر الأفعى معملًا طبيعيًا جيدًا للتحقيق في كليهما ، لأن جزء التيار البيروفي من الحوض قد تم استغلاله بشكل كبير ، بينما لم يتم استغلال الجزء العلوي من نهر الأفعى. ومع ذلك ، وجد rue و McKnight أن كلا الجزأين من الحوض يساهمان الآن بكميات كبيرة من المعادن في اتجاه مجرى النهر لأن تغير المناخ جلب صيفًا أطول وثلجًا شتويًا أقل. تسهل التيارات الأطول والأدنى على المعادن اختراق مستجمعات المياه وتركيز المعادن التي كان من الممكن تخفيفها عن طريق ذوبان الجليد.

وهذا يعني أن نفس العملية التي تدخل فيها المزيد من المعادن الثقيلة إلى التيار تعمل أيضًا على العناصر الأرضية النادرة. وجد الباحثون عناصر أرضية نادرة في نهر الأفعى بأكمله "لقد سجلنا نطاق تركيز من 1 إلى مئات ميكروغرام لكل لتر - عدة مرات أعلى من المياه السطحية النموذجية - وكانت أعلى التركيزات في مناطق أعلى النهر وتتلقى تصريفًا من المناجم المهجورة" قال رو.

كما سجلوا أن زيادة العناصر الأرضية النادرة في نهر الأفعى يقابل ارتفاع درجة حرارة الهواء في الصيف ، والتركيز المتراكم للعناصر الأرضية النادرة في الحشرات التي تعيش في الجداول يعادل سمية معادن أخرى مثل الرصاص والكادميوم. .

بدأنا نفهم أنه بمجرد دخول العناصر الأرضية النادرة إلى الماء ، فإنها تميل إلى البقاء هناك ، ولن يتم إزالتها من خلال عملية المعالجة التقليدية ، والتي لها تأثير على إعادة الاستخدام ، وقادت بعض المدن الأوروبية إلى تصنيف العناصر الأرضية النادرة على أنها عنصر ملوث جديد في إمدادات مياه الشرب. بالنظر إلى أن نهر الأفعى يتدفق مباشرة إلى خزان Dillion ، وهو أكبر مصدر لتخزين المياه في دنفر ، فقد تكون هذه مشكلة في المستقبل.

يقترح الباحثون أن البحث والاستثمار في تقنيات لاستعادة العناصر الأرضية النادرة من المياه الطبيعية يمكن أن ينتج سلعًا قيمة ويساعد في حل المشكلات المتعلقة بالصخور الحمضية وتصريف المناجم ، والتي ستزداد سوءًا مع تغير المناخ.

تستخدم العناصر الأرضية النادرة لصنع العديد من المنتجات. لذلك ، كانت حكومتنا تبحث عن مصادر ، ولكن في الوقت نفسه ، ترك التعدين بصمة لا تمحى في المياه الغربية. إذا تمكنا من حصاد بعض هذه المواد التي دخلت بيئتنا ، فقد يكون من المفيد معالجة هذه المياه وإعادة تدوير هذه المواد في نفس الوقت.

هذه المشكلة تزداد خطورة ، ونحن بحاجة للتعامل معها. إذا تمكنا من حل هذه المشكلة بشكل شامل ، فيمكننا الحصول على موارد قيمة وأخذ التكيف مع المناخ في الاعتبار.