Quando sono stati scoperti alti livelli dell'elemento traccia molibdeno (mah-LIB-den-um) nei pozzi di acqua potabile nel Wisconsin sudorientale, i numerosi siti di smaltimento delle ceneri di carbone della regione sembravano essere una probabile fonte di contaminazione.

Ma un accurato lavoro investigativo condotto da ricercatori della Duke University e della Ohio State University ha rivelato che gli stagni, che contengono i residui del carbone bruciato nelle centrali elettriche, non sono la fonte della contaminazione.

Deriva invece da fonti naturali.

"Sulla base di test che utilizzano tecniche di "impronta digitale" isotopica forense e di datazione per età, i nostri risultati offrono prove indipendenti che le ceneri di carbone non sono la fonte di contaminazione nell'acqua, " disse Avner Vengosh, professore di geochimica e qualità dell'acqua alla Nicholas School of the Environment di Duke.

"Se quest'acqua ricca di molibdeno fosse derivata dalla lisciviazione della cenere di carbone, sarebbe relativamente giovane, essendo stato ricaricato nella falda acquifera della regione dai depositi di cenere di carbone in superficie solo 20 o 30 anni fa, " Disse Vengosh. "Invece, i nostri test mostrano che proviene dal sottosuolo profondo e ha più di 300 anni".

I test hanno anche rivelato che l'impronta isotopica dell'acqua contaminata - i suoi rapporti precisi di isotopi di boro e stronzio - non corrispondeva alle impronte digitali isotopiche dei residui della combustione del carbone.

Questi risultati "scollegano" il molibdeno dai siti di smaltimento delle ceneri di carbone e suggeriscono invece che è il risultato di processi naturali che si verificano nella matrice rocciosa della falda acquifera, disse Jennifer S. Harkness, una ricercatrice post-dottorato presso l'Ohio State che ha condotto lo studio come parte della sua tesi di dottorato alla Duke.

I ricercatori hanno pubblicato il loro articolo sottoposto a revisione paritaria questo mese sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali .

Piccole quantità di molibdeno sono essenziali per la vita sia animale che vegetale, ma le persone che ne ingeriscono troppo corrono il rischio di problemi che includono anemia, dolori articolari e tremori.

Alcuni dei pozzi testati nel Wisconsin sudorientale contenevano fino a 149 microgrammi di molibdeno per litro, poco più del doppio dello standard di consumo sicuro dell'Organizzazione mondiale della sanità, che è 70 microgrammi per litro. L'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti fissa il limite ancora più basso a 40 microgrammi per litro.

Per condurre il nuovo studio, Harkness e i suoi colleghi hanno utilizzato traccianti forensi per determinare i rapporti tra boro e isotopi di stronzio in ciascuno dei campioni di acqua. Hanno anche misurato gli isotopi radioattivi di trizio ed elio di ciascun campione, che hanno tassi di decadimento costanti e possono essere utilizzati per valutare l'età di un campione, o "tempo di permanenza" nelle acque sotterranee. Integrando queste due serie di risultati, gli scienziati sono stati in grado di mettere insieme informazioni dettagliate sulla storia delle acque sotterranee, anche quando si è infiltrato per la prima volta nella falda acquifera, e con quali tipi di rocce ha interagito nel tempo.

"Questa analisi ha rivelato che l'acqua ad alto contenuto di molibdeno non ha avuto origine da depositi di cenere di carbone sulla superficie, ma piuttosto derivato da minerali ricchi di molibdeno nella matrice acquifera e condizioni ambientali nella falda acquifera profonda che hanno permesso il rilascio di questo molibdeno nelle acque sotterranee, "Ha spiegato Harkness.

"La particolarità di questo progetto di ricerca è che integra due diversi metodi - impronte isotopiche e datazione dell'età - in uno studio, " lei disse.

Sebbene lo studio si sia concentrato sui pozzi di acqua potabile nel Wisconsin, i suoi risultati sono potenzialmente applicabili ad altre regioni con geologie simili.

Thomas H. Darrah, professore associato di scienze della terra presso l'Ohio State, è consulente post-dottorato di Harkness presso l'Ohio State ed è stato coautore del nuovo studio.