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稀土元素和老矿给西方供水带来麻烦

导读发表在《环境科学与技术》杂志上的一项新研究发现,在气候变化的推动下,稀土元素正在进入科罗拉多州的供水系统。稀土元素是许多计算和其他

发表在《环境科学与技术》杂志上的一项新研究发现,在气候变化的推动下,稀土元素正在进入科罗拉多州的供水系统。

稀土元素是许多计算和其他高科技设备(如手机和硬盘驱动器)的必要组件。但人们越来越认识到,即使浓度很低,它们也可能对环境造成危害。

“这令人担忧,因为它们的浓度没有受到监测,也没有为它们设定水质标准,”该研究的作者、科罗拉多大学博尔德分校的 INSTAAR 研究员和工程学教授黛安·麦克奈特 (Diane McKnight) 说。

该研究首次研究了稀土元素如何在富含矿物质的流域内移动。它也是第一个调查气候变化如何通过改变溪流和自然风化过程,将更多的稀土元素释放到溪流中的。

自 1990 年代以来,黛安·麦克奈特 (Diane McKnight) 一直带领她的学生调查科罗拉多州蛇河流域的水质。他们的主要重点是测量和观察酸性岩石排水。在此过程中,含有硫化物矿物(如黄铁矿)的岩石在暴露于空气和水中时会氧化。由此产生的化学反应会产生硫酸和溶解的金属(如铁),这些金属会排入溪流中。酸性更强的水可以进一步溶解铅、镉和锌等重金属,而且事实证明,它也可以携带稀土元素。

“真正控制稀土元素流动性的是pH值。酸实际上是从岩石中浸出的,”第一作者 Garrett Rue 说,他在 McKnight 获得湖沼学硕士学位,随后在 CU Boulder 获得博士学位。

酸性岩排水自然发生在整个美国西部,其地质学富含黄铁矿。但是,破坏大量岩石和土壤的历史悠久的矿山会极大地加剧这一过程并导致下游水污染。

在蛇河流域内,受酸性矿山排水影响的城镇被迫适应恶劣的水质。一些前矿业繁荣的城镇,如 Silverton,从遥远的水源进口水。其他人则依赖昂贵的水处理厂。蛇河中的所有鱼类都被放养,因为水中的锌含量过高,任何本地鱼类都无法生存。这个问题是美国西部特有的问题,Rue 说:“西部主要河流的源头有 40% 以上被某种形式的酸性矿山或岩石排水污染。”

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