Lorsque des niveaux élevés d'oligo-élément molybdène (mah-LIB-den-um) ont été découverts dans des puits d'eau potable dans le sud-est du Wisconsin, les nombreux sites d'élimination des cendres de charbon de la région semblaient être une source probable de contamination.

Mais un travail de détective minutieux mené par des chercheurs de l'Université Duke et de l'Université d'État de l'Ohio a révélé que les étangs, qui contiennent les résidus de charbon brûlé dans les centrales électriques, ne sont pas à l'origine de la contamination.

Il provient plutôt de sources naturelles.

"Sur la base de tests utilisant des techniques d'empreintes digitales isotopiques médico-légales et de datation de l'âge, nos résultats offrent des preuves indépendantes que les cendres de charbon ne sont pas la source de contamination de l'eau, " dit Avner Vengosh, professeur de géochimie et de qualité de l'eau à la Duke's Nicholas School of the Environment.

« Si cette eau riche en molybdène était venue du lessivage des cendres de charbon, ce serait relativement jeune, ayant été rechargé dans l'aquifère souterrain de la région à partir des dépôts de cendres de charbon en surface il y a seulement 20 ou 30 ans, " dit Vengosh. " Au lieu de cela, nos tests montrent qu'il vient des profondeurs du sous-sol et qu'il a plus de 300 ans."

Les tests ont également révélé que l'empreinte isotopique de l'eau contaminée – ses rapports précis d'isotopes de bore et de strontium – ne correspondait pas aux empreintes isotopiques des résidus de combustion du charbon.

Ces découvertes "dissocient" le molybdène des sites d'élimination des cendres de charbon et suggèrent plutôt qu'il est le résultat de processus naturels se produisant dans la matrice rocheuse de l'aquifère, a déclaré Jennifer S. Harkness, une chercheuse postdoctorale à l'Ohio State qui a dirigé l'étude dans le cadre de sa thèse de doctorat à Duke.

Les chercheurs ont publié leur article évalué par des pairs ce mois-ci dans la revue Sciences et technologies de l'environnement .

De petites quantités de molybdène sont essentielles à la vie animale et végétale, mais les personnes qui en ingèrent trop courent le risque de problèmes tels que l'anémie, douleurs articulaires et tremblements.

Certains des puits testés dans le sud-est du Wisconsin contenaient jusqu'à 149 microgrammes de molybdène par litre, un peu plus de deux fois le niveau de consommation d'alcool standard de l'Organisation mondiale de la santé, soit 70 microgrammes par litre. L'Environmental Protection Agency des États-Unis fixe la limite encore plus bas à 40 microgrammes par litre.

Pour mener la nouvelle étude, Harkness et ses collègues ont utilisé des traceurs médico-légaux pour déterminer les rapports des isotopes du bore aux isotopes du strontium dans chacun des échantillons d'eau. Ils ont également mesuré les isotopes radioactifs du tritium et de l'hélium de chaque échantillon, qui ont des taux de décroissance constants et peuvent être utilisés pour évaluer l'âge d'un échantillon, ou « temps de séjour » dans les eaux souterraines. En intégrant ces deux ensembles de résultats, les scientifiques ont pu rassembler des informations détaillées sur l'histoire des eaux souterraines, y compris lors de sa première infiltration dans l'aquifère, et avec quels types de roches il a interagi au fil du temps.

"Cette analyse a révélé que l'eau riche en molybdène ne provenait pas de dépôts de cendres de charbon à la surface, mais résulte plutôt de minéraux riches en molybdène dans la matrice aquifère et des conditions environnementales dans l'aquifère profond qui ont permis la libération de ce molybdène dans les eaux souterraines, " expliqua Harkness.

"Ce qui est unique à propos de ce projet de recherche, c'est qu'il intègre deux méthodes différentes - les empreintes digitales isotopiques et la datation de l'âge - dans une seule étude, " elle a dit.

Bien que l'étude ait porté sur les puits d'eau potable du Wisconsin, ses résultats sont potentiellement applicables à d'autres régions avec des géologies similaires.

Thomas H. Darrah, professeur agrégé de sciences de la terre à l'Ohio State, est le conseiller postdoctoral de Harkness à l'Ohio State et a été co-auteur de la nouvelle étude.