Científico descubrió cómo contener toxinas encontradas en cientos de plantas de carbón

Primero, las malas noticias: un análisis realizado por Earth Justice y el Proyecto de Integridad Ambiental encontró que cientos de plantas de carbón en todo el país están descargando toxinas peligrosas en las aguas subterráneas circundantes. Pero los científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte pueden ya haber encontrado una solución a un problema apremiante y peligroso.

El informe, publicado el lunes, analizó los datos disponibles públicamente de los sitios de disposición de cenizas de carbón en 265 plantas de carbón y encontró que 91 por ciento de ellos están descargando toxinas peligrosas como el arsénico, el plomo o el radio al medio ambiente circundante. Al mismo tiempo, un periódico publicado en línea el lunes antes de la impresión en el Revista de Ingeniería Geotécnica y Geoambiental muestra una manera en que los científicos podrían abordar este problema utilizando un biocemento bacteriano.

El informe de contaminación fue coautor de Abel Russ, un abogado principal de la organización sin fines de lucro Watchdog Project (EIP), y el documento sobre biocemento fue escrito por primera vez por Brina Montoya, Ph.D., profesora asociada de ingeniería civil en la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

En la investigación de Montoya, su equipo muestra que mezclar la mezcla de residuos de carbón en un biocemento puede ayudar a evitar que las toxinas presentes en las cenizas de carbón se pierdan. Pero para entender cómo este biocemento puede resolver el problema, es importante saber un poco sobre cómo funcionan las plantas de carbón.

¿Cómo terminan las toxinas de las cenizas de carbón en las aguas subterráneas?

Una vez que el carbón se quema para obtener energía, ese carbón se convierte en un montón de cenizas que contienen sustancias químicas peligrosas, algunas de las cuales son carcinógenas conocidas, por ejemplo: arsénico. Esa ceniza se deposita en vertederos especiales o, a veces, en estanques donde se mezcla con agua para formar un lodo. A veces, esta suspensión se derrama sobre la parte superior, como sucedió cuando el huracán Florence azotó Carolina del Norte en septiembre y derramó la mezcla tóxica en el río Cape Fear.

Russ explica que una vez que esta ceniza se asienta en un vertedero o en un estanque durante varios años, esas toxinas comienzan a filtrarse en el entorno subterráneo circundante, incluso en el agua subterránea si está cerca. La EPA estima que en 2012, 470 plantas de carbón en los EE. UU. Produjeron 110 millones de toneladas de ceniza, por lo que el material sigue acumulándose.

La EPA, al igual que los miembros de la industria del carbón, es consciente de que las toxinas pueden expulsarse de los vertederos o estanques en las aguas subterráneas circundantes, dice Russ, por lo que exige que estos depósitos estén revestidos con una sustancia impermeable que se supone que mantiene la suciedad. cosas en el hoyo - Algo así como un forro de plástico en una piscina.

El mapa de los datos del informe de Earth Justice sugiere que el 95 por ciento de los estanques de cenizas de carbón no están alineados, pero Russ dice que incluso los que tienen revestimientos continúan enfrentando un problema:

"Es bastante común que los rellenos sanitarios y estanques se construyan de manera que estén tocando el agua subterránea", dice Russ. Inverso. "En una situación como esa, incluso si se coloca una capa impermeable sobre el relleno sanitario o el estanque, el agua se lavará a través de la ceniza todo el tiempo y eliminará esos contaminantes tóxicos y los transportará al medio ambiente".

Pero incluso los estanques que están coronados todavía enfrentan un problema. El informe analizó los rellenos sanitarios y los suministros de agua subterránea por separado, y mostró que el 76 por ciento de los rellenos sanitarios tenía niveles peligrosos de contaminantes de cenizas de carbón en las cercanías. Los estanques eran peores: el 92 por ciento de los estanques tenían niveles peligrosos de contaminantes cercanos. Por ejemplo, el agua subterránea cerca de una planta al noroeste de Pittsburgh tenía contenido de arsénico 372 veces mayor que los niveles de seguridad. Diecinueve millas al sureste de Washington, DC, el informe muestra que las cenizas de tres centrales eléctricas de carbón han filtrado niveles peligrosos de ocho contaminantes diferentes al agua subterránea.

"Estábamos viendo constantemente múltiples contaminantes por encima de los niveles de seguridad", dice Russ. “Más de la mitad tiene al menos cuatro contaminantes presentes en niveles inseguros. Cuando llueve diluvia."

¿Qué soluciones están sobre la mesa?

En 2015, la aprobación de la Regla de eliminación de cenizas de carbón requería que las plantas emitieran datos sobre las aguas subterráneas cercanas para que el público pueda controlar los contaminantes que pueden originarse en los rellenos sanitarios y estanques. También emitió lineamientos para liners en nuevas plantas.

El papel de Montoya se aplica específicamente al agua de la superficie (estaban preocupados por el derrame), pero en principio, su papel indica que el biocemento podría cambiar la consistencia de la mezcla de ceniza de carbón para ayudar a mantenerla sólidamente en el estanque, incluso cuando los forros están ausentes.

Trabajando con una subvención del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica, el equipo de Montoya observó la naturaleza de la mezcla de cenizas de carbón mezclándola con las bacterias del suelo. Sporosarcina pasteurii, así como urea y calcio. Cuando ella combinó esos ingredientes con una mezcla de ceniza de carbón en una serie de experimentos de laboratorio, esa mezcla de ceniza de carbón líquida se convirtió en más grueso.

"El biocemento resultante no haría que la ceniza de carbón fuera completamente sólida, pero sería mucho más viscosa que la lechada de ceniza de carbón existente", dijo Montoya. "Nuestro objetivo con este trabajo fue ver si podíamos usar bacterias para crear una matriz de biocemento en los estanques de cenizas de carbón, haciendo que las cenizas de carbón sean más rígidas y fáciles de contener".

Russ ha oído hablar de soluciones similares, pero prefiere un enfoque simple que induciría un cambio radical en toda la industria del carbón. "Soy un poco sospechoso porque cualquier cosa que esté en contacto con el agua se romperá con el tiempo", agrega. "Creo que lo mejor que se puede hacer es sacar las cenizas de las áreas donde es vulnerable a escapar al medio ambiente".

Él preferiría ver estas plantas desenterradas y trasladadas a áreas donde hay ninguna posibilidad que entrarán en contacto con el agua subterránea, en caso de que algo salga mal. Esto, agrega, también le daría a las plantas la oportunidad de crear mejores revestimientos en ubicaciones más seguras.

Cuando se trata de plantas de carbón, rara vez hay buenas noticias, al menos desde una perspectiva ambiental. Cualquiera que sea la forma en que la EPA y la industria del carbón acuerdan ir, es prometedor al menos que hay más de una forma viable para mitigar el daño.