Zeldzame aardelementen in e-waste komen in drinkwater

Zeldzame aardelementen zijn een essentieel onderdeel van veel computers en andere hightech apparatuur, zoals mobiele telefoons en harde schijven. Er wordt echter steeds meer erkend dat ze zelfs in lage concentraties schadelijk kunnen zijn voor het milieu.

Diane McKnight, de auteur van de studie', zei:"dit is verontrustend omdat hun concentraties niet worden gecontroleerd en er geen waterkwaliteitsnormen voor hen zijn."

De studie is de eerste die onderzoekt hoe zeldzame aardelementen bewegen in mineraalrijke stroomgebieden. Dit is ook de eerste keer dat is onderzocht hoe klimaatverandering meer zeldzame aardelementen in stromen vrijgeeft door de waterstroom en natuurlijke verweringsprocessen te veranderen.

Sinds de jaren negentig heeft Diane McKnight haar studenten geleid om de waterkwaliteit van het Snake River Basin in Colorado te onderzoeken. Hun belangrijkste focus is het meten en observeren van de drainage van zure gesteenten. In dit proces oxideren gesteenten, waaronder op sulfide gebaseerde mineralen, zoals pyriet, wanneer ze worden blootgesteld aan lucht en water. De resulterende chemische reactie produceert zwavelzuur en opgeloste metalen, zoals ijzer, die in stromen worden geloosd. Zuurder water kan zware metalen, zoals lood, cadmium en zink, verder oplossen en het is bewezen dat het ook zeldzame aardelementen kan dragen.

Wat echt de mobiliteit van zeldzame aardelementen regelt, is de pH-waarde. Garrett rue, de eerste auteur, zei dat hij een master's degree in kalkonderzoek met McKnight en vervolgens een doctor's degree aan Cu boulder heeft behaald.

Zure gesteentedrainage komt van nature voor in het westen van de Verenigde Staten omdat de geologie daar rijk is aan pyriet. Mijnen hebben in de geschiedenis echter een groot aantal rotsen en bodems verstoord, wat heeft geleid tot een sterke toename van dit proces en watervervuiling stroomafwaarts.

In het Snake River Basin zijn steden die getroffen zijn door de afvoer van zuurmijnen gedwongen zich aan te passen aan de slechte waterkwaliteit. Sommige voormalige mijnbouwsteden, zoals Silverton, voeden zich met verre bronnen. Anderen vertrouwen op dure waterzuiveringsinstallaties. Alle vissen in de Snake River zijn uitgezet omdat het zinkgehalte in het water te hoog is voor lokale vissoorten om te overleven. Dit probleem is uniek voor het westen van de Verenigde Staten. Rue zei dat meer dan 40% van de bovenloop van de belangrijkste rivieren in het Westen vervuild is door een of andere vorm van zuurmijnen of gesteenteafvoer.

De Snake River biedt een goed natuurlijk laboratorium om beide te onderzoeken, omdat het Peruaanse stroomgedeelte van het stroomgebied zwaar is geëxploiteerd, terwijl de bovenste Snake River dat niet heeft gedaan. Rue en McKnight ontdekten echter dat beide delen van het stroomgebied nu grote hoeveelheden metalen stroomafwaarts bijdragen, omdat de klimaatverandering heeft geleid tot langere zomer- en minder wintersneeuw. Langere en lagere stromen maken het gemakkelijker voor metalen om in het stroomgebied binnen te dringen en metalen te concentreren die zouden zijn verdund door smeltende sneeuw.

Het betekent dat hetzelfde proces waarbij meer zware metalen de stroom binnenkomen, ook inwerkt op zeldzame aardelementen. Onderzoekers hebben zeldzame aardelementen gevonden in de hele Snake River. "We hebben een concentratiebereik van 1 tot honderden microgram per liter geregistreerd - enkele orden van grootte hoger dan normaal oppervlaktewater - en de hoogste concentraties waren in gebieden stroomopwaarts en die drainage kregen van verlaten mijnen" zei Rue.

Ze hebben ook vastgesteld dat de toename van zeldzame aardelementen in de Snake River overeenkomt met de stijging van de luchttemperatuur in de zomer, en dat de geaccumuleerde concentratie van zeldzame aardelementen in insecten die in stromen leven gelijk is aan de toxiciteit van andere metalen zoals lood en cadmium .

We begonnen te begrijpen dat als zeldzame-aarde-elementen eenmaal in het water terechtkomen, ze de neiging hebben daar te blijven, en ze niet zullen worden verwijderd door het traditionele behandelingsproces, dat een impact heeft op hergebruik, en leidde ertoe dat sommige Europese steden zeldzame-aarde-elementen aanwijzen als een nieuwe verontreinigende stof in de drinkwatervoorziening. Aangezien de Snake River rechtstreeks uitmondt in het Dillion-reservoir, de grootste wateropslagbron in Denver, kan dit in de toekomst een probleem worden.

De onderzoekers suggereren dat het onderzoeken van en investeren in technologieën om zeldzame aardelementen uit natuurlijke wateren te winnen waardevolle grondstoffen kan opleveren en kan helpen bij het oplossen van problemen met betrekking tot zure gesteenten en mijnafvoer, die zullen verergeren met de verandering van het klimaat.

Zeldzame aardelementen worden gebruikt om veel producten te maken. Daarom heeft onze regering naar bronnen gezocht, maar tegelijkertijd heeft de mijnbouw een onuitwisbare indruk achtergelaten in de westelijke wateren. Als we sommige van deze materialen die in ons milieu zijn terechtgekomen, kunnen oogsten, kan het de moeite waard zijn om dit water te behandelen en deze materialen tegelijkertijd te recyclen.

Dit probleem wordt steeds ernstiger en we moeten het aanpakken. Als we dit probleem integraal kunnen oplossen, kunnen we over waardevolle hulpbronnen beschikken en rekening houden met klimaatadaptatie.