La contaminazione da mercurio è un problema nel South River della Virginia dal 1979, quando fu scoperto il mercurio nel fiume. Il mercurio è stato utilizzato nei processi industriali presso l'ex stabilimento DuPont di Waynesboro, Virginia dal 1929 al 1950 e nei primi anni '80, il Dipartimento della Salute della Virginia ha emesso avvisi per il consumo di pesce lungo il South River.

I rinnovati sforzi per affrontare la vecchia contaminazione da mercurio nel fiume sono iniziati nel 2001, quando la DuPont Company e varie agenzie di regolamentazione della Virginia hanno istituito il South River Science Team (SRST). L'SRST ha iniziato ad applicare un livello di spartiacque, processo di valutazione basato sul rischio per valutare il motivo per cui le concentrazioni di mercurio rimangono elevate nel South River e cosa si potrebbe fare per porvi rimedio.

Nel 2004, Il professor James Pizzuto dell'Università del Delaware ha iniziato a lavorare con l'SRST esaminando la contaminazione da mercurio nel South River. Ora, 16 anni dopo, con fondi assicurati per continuare la ricerca fino al 2022, quel lavoro ha portato a 14 pubblicazioni, con quattro studenti di dottorato e sei studenti di master che hanno acquisito esperienza pratica di ricerca lavorando sul progetto.

Pizzuto ha affermato che il lavoro non avrebbe potuto essere completato senza l'aiuto dei suoi colleghi di facoltà del Dipartimento di Scienze della Terra del College of Earth di UD, Oceano e ambiente. Il professor Michael O'Neal ha aiutato Pizzuto conducendo ricerche sulle 25 miglia di fiume attraverso l'uso di dati telerilevati da lidar e fotografie aeree. Professor Neil Sturchio e Kyungsoo Yoo, un ex assistente professore all'UD che ora lavora come professore all'Università del Minnesota, Città gemelle, ha anche aiutato Pizzuto nel progetto.

Contaminazione da mercurio

Quando nel 1976 fu scoperto il mercurio nel fiume, sono stati intrapresi studi che hanno mostrato che il mercurio era disperso in diversi comparti ambientali, compresi i terreni delle pianure alluvionali. Il piano di risposta consisteva nel monitorare il sistema, compreso il pesce, per valutare se le concentrazioni di mercurio si attenueranno al tasso mostrato nella modellazione dei bacini idrografici.

"Lo hanno fatto fino a quasi il 2000, e notarono che la contaminazione da mercurio nel pesce non stava migliorando. In alcuni posti, stava peggiorando, " ha detto Pizzuto. "Così hanno deciso che avevano bisogno di accelerare la loro ricerca."

A quel punto, si sapeva solo che c'era mercurio nel pesce, ma il percorso per come il mercurio è entrato nel pesce era ancora sconosciuto. I ricercatori hanno ipotizzato che ci debba essere una fonte continua di mercurio, e l'SRST iniziò a indagare sulle potenziali fonti.

"Mi hanno chiesto di iniziare a lavorarci, e nei prossimi anni, hanno una serie di consulenti e hanno assunto molti accademici e altri esperti per esaminare il biota, parte del ciclo geochimico, e molti aspetti diversi del problema, " disse Pizzuto, che studia i fiumi, come si comportano e cosa portano, coinvolge principalmente il sedimento.

In questo caso, Pizzuto sta guardando il mercurio che è attaccato al sedimento nel fiume, il movimento delle particelle sedimentarie attraverso lo spartiacque e le implicazioni di ciò per il ripristino del fiume, gestione dei bacini idrografici e problemi geologici.

Pizzuto, il suo team e altri scienziati hanno iniziato a monitorare e raccogliere dati e gradualmente hanno iniziato a formulare alcune idee sulla fonte di contaminazione nel South River. Hanno scoperto che una significativa fonte di contaminazione in corso era correlata al fatto che il mercurio ha un'elevata affinità per i solidi e il mercurio negli scarichi del sito dell'impianto si era attaccato alle particelle di sedimenti fini.

"Durante le inondazioni, queste particelle possono depositarsi sulla pianura alluvionale, e dopo che ciò accade, stanno solo seduti lì, — disse Pizzuto. — Allora, come fanno i fiumi, il fiume erode le sue sponde e ricicla quel materiale, e torna nel torrente. Quindi l'intera pianura alluvionale è questo vasto serbatoio di sedimenti contaminati da mercurio a cui il fiume continua ad accedere".

Gli studi hanno anche dimostrato che alcuni suoli delle sponde contenevano concentrazioni di mercurio più elevate rispetto ai suoli delle pianure alluvionali. Il team di Pizzuto ha trascorso diversi anni a documentare quel problema e ha scoperto che la fornitura di mercurio da quella fonte era abbastanza grande da spiegare la contaminazione trovata nei pesci del fiume.

Lavoro attuale

Con la raccolta dei dati in mano, l'SRST ha iniziato a passare dalla fase scientifica dello studio a un piano di bonifica per cercare di proteggere le sponde in modo che il fiume non possa più accedere a quei sedimenti contaminati. Hanno iniziato a monte e si stanno facendo strada a valle, monitoraggio lungo il percorso per vedere se il piano di riparazione funziona.

"È un vero esperimento, nessuno ha mai ripulito con successo una valle fluviale con questo livello di contaminazione, " disse Pizzuto.

Il ruolo di Pizzuto ora è di aiutarli nel monitoraggio. Mentre Pizzuto ha affermato che i membri dell'SRST ritengono che avranno successo nel limitare la fonte di mercurio in corso dall'erosione delle sponde del fiume, c'è ancora mercurio contaminato nei sedimenti del fondo del fiume.

"Vogliono che diciamo loro quanto tempo impiegherà il fiume a ripulire il fondo del fiume e come quella roba si sposterà progressivamente a valle e, si spera, lascerà l'area, - disse Pizzuto. - Quindi ora si torna all'ipotesi dell'autopulizia ma solo in una parte limitata del sistema.

Pizzuto monitorerà i sedimenti del fondo del fiume fino al 2022 e ha affermato che è una cosa difficile da studiare perché non c'è un accordo sulla metodologia corretta.

Stanno cercando di creare esperimenti controllati all'aperto, chiamati mesocosmi, con campioni contenenti sedimenti del fondo del fiume e seminano i campionatori con piccole particelle di sedimenti a cui il mercurio si attacca nel letto del fiume. I campionatori vengono quindi posizionati nel fiume per vedere quanto tempo impiega il fiume a rimuovere le particelle che hanno messo nei contenitori. Da quelle informazioni, sperano di sviluppare relazioni che si spera possano applicarsi all'intero fiume.

Attualmente stanno raccogliendo informazioni di base su dove mettere i campionatori del mesocosmo nel fiume.

"Dobbiamo sapere molto sul fiume per interpretare i risultati che otteniamo, quindi abbiamo fatto molte mappe e modelli idrodinamici e campionamenti, e abbiamo dovuto progettare questi campionatori da zero, quindi ci stiamo ancora lavorando, " ha detto Pizzuto. "Dovremmo essere pronti a metterli fuori in futuro e staranno lì in un modo o nell'altro probabilmente per un paio d'anni mentre guardiamo cosa succede a loro".

Oltre a O'Neal e Sturchio, Christy Li, uno studente di dottorato in CEOE, e Anne Kelly, uno studente di laurea magistrale in CEOE, stanno lavorando anche al progetto attuale.