La contamination par le mercure est un problème dans la rivière South en Virginie depuis 1979, quand du mercure a été découvert dans la rivière. Le mercure était utilisé dans les processus industriels de l'ancienne usine DuPont à Waynesboro, Virginie de 1929 à 1950 et au début des années 1980, le Virginia Department of Health a émis des avis concernant la consommation de poisson le long de la rivière South.

Des efforts renouvelés pour lutter contre la contamination héritée du mercure dans la rivière ont commencé en 2001 lorsque la DuPont Company et divers organismes de réglementation de Virginie ont créé la South River Science Team (SRST). Le SRST a commencé à appliquer un niveau de bassin versant, processus d'évaluation fondé sur les risques pour déterminer pourquoi les concentrations de mercure restent élevées dans la rivière South et ce qui pourrait être fait pour y remédier.

En 2004, Le professeur James Pizzuto de l'Université du Delaware a commencé à travailler avec le SRST sur la contamination par le mercure dans la rivière South. Maintenant, 16 ans plus tard avec des fonds sécurisés pour poursuivre la recherche jusqu'en 2022, ce travail a donné lieu à 14 publications, avec quatre doctorants et six étudiants à la maîtrise ayant acquis une expérience de recherche pratique en travaillant sur le projet.

Pizzuto a déclaré que le travail n'aurait pas pu être achevé sans l'aide de ses collègues du département des sciences de la Terre du College of Earth de l'UD, Océan et environnement. Le professeur Michael O'Neal a aidé Pizzuto en menant des recherches sur les 25 miles de rivière grâce à l'utilisation de données de télédétection à partir de lidar et de photographies aériennes. Professeur Neil Sturchio et Kyungsoo Yoo, un ancien professeur assistant à l'UD qui travaille maintenant comme professeur à l'Université du Minnesota, Villes jumelles, a également aidé Pizzuto sur le projet.

Contamination au mercure

Lorsque du mercure a été découvert dans la rivière en 1976, des études ont été entreprises qui ont montré que le mercure était dispersé dans plusieurs compartiments environnementaux, y compris les sols des plaines inondables. Le plan d'intervention consistait à surveiller le système, y compris le poisson, évaluer si les concentrations de mercure s'atténueraient au rythme indiqué dans la modélisation des bassins versants.

"Ils ont fait ça jusqu'à presque 2000, et ils ont remarqué que la contamination par le mercure du poisson ne s'améliorait pas. À certains endroits, c'était de pire en pire, " dit Pizzuto. " Ils ont donc décidé qu'ils devaient accélérer leurs recherches. "

À ce moment, tout ce qu'on savait, c'est qu'il y avait du mercure dans le poisson, mais la voie par laquelle le mercure est entré dans le poisson était encore inconnue. Les chercheurs ont supposé qu'il devait y avoir une source continue de mercure, et le SRST a commencé à enquêter sur les sources potentielles.

"Ils m'ont demandé de commencer à travailler dessus, et au cours des prochaines années, ils ont eu un tas de consultants et ils ont embauché beaucoup d'universitaires et d'autres experts pour examiner le biote, une partie du cycle géochimique, et de nombreux aspects différents du problème, " dit Pizzuto, qui étudie les rivières, comment ils se comportent et ce qu'ils portent, impliquant principalement des sédiments.

Dans ce cas, Pizzuto regarde le mercure qui est attaché aux sédiments de la rivière, le mouvement des particules sédimentaires à travers le bassin versant et les implications de celui-ci pour la restauration des rivières, gestion des bassins versants et problèmes géologiques.

Pizzuto, son équipe et d'autres scientifiques ont commencé à surveiller et à collecter des données et ont progressivement commencé à proposer des idées quant à la source de contamination dans la rivière South. Ils ont découvert qu'une importante source continue de contamination était liée au fait que le mercure a une grande affinité pour les solides et que le mercure dans les rejets des sites d'usines s'était attaché aux fines particules de sédiments.

« Pendant les inondations, ces particules peuvent se déposer sur la plaine inondable, et après cela arrive, ils sont juste assis là, " dit Pizzuto. " Alors, comme font les rivières, la rivière érode ses berges et recycle cette matière, et il retourne dans le ruisseau. Donc toute la plaine inondable est ce vaste réservoir de sédiments contaminés au mercure auquel le fleuve continue d'accéder. »

Des études ont également montré que certains sols des berges contenaient des concentrations de mercure plus élevées que les sols des plaines inondables. L'équipe de Pizzuto a passé plusieurs années à documenter ce problème et a découvert que l'approvisionnement en mercure de cette source était suffisamment important pour expliquer la contamination trouvée dans les poissons de la rivière.

Travail actuel

Avec la collecte de données en main, la SRST a commencé à passer de la phase scientifique de l'étude à un plan de remédiation pour tenter de protéger les berges afin que la rivière ne puisse plus accéder à ces sédiments contaminés. Ils ont commencé en amont et se frayent un chemin vers l'aval, surveillance en cours de route pour voir si le plan de remédiation fonctionne.

"C'est toute une expérience, personne n'a jamais nettoyé une vallée fluviale avec ce niveau de contamination avec succès auparavant, " dit Pizzuto.

Le rôle de Pizzuto est maintenant de les aider dans le suivi. Alors que Pizzuto a déclaré que les membres de la SRST pensent qu'ils vont réussir à limiter la source continue de mercure provenant de l'érosion des berges, il y a encore du mercure contaminé dans les sédiments du fond de la rivière.

"Ils veulent que nous leur disions combien de temps il faudra à la rivière pour nettoyer son fond de rivière et comment ces choses vont progressivement se déplacer vers l'aval et, espérons-le, quitter la zone, " dit Pizzuto. " Alors maintenant, ils sont de retour à l'hypothèse d'auto-nettoyage, mais seulement dans une partie limitée du système. "

Pizzuto surveillera les sédiments du fond de la rivière jusqu'en 2022 et a déclaré que c'est une chose difficile à étudier car il n'y a pas d'accord sur la méthodologie appropriée.

Ils essaient de créer des expériences contrôlées en plein air, appelées mésocosmes, avec des échantillons contenant des sédiments de fond de rivière et ensemencent les échantillonneurs avec de petites particules de sédiments auxquelles le mercure se fixe dans le lit de la rivière. Les échantillonneurs sont ensuite placés dans la rivière pour voir combien de temps il faut à la rivière pour éliminer les particules qu'ils mettent dans les conteneurs. A partir de ces informations, ils espèrent développer des relations qui, espérons-le, s'appliqueront à l'ensemble du fleuve.

Ils recueillent actuellement des informations de base sur l'endroit où placer les échantillonneurs de mésocosmes dans la rivière.

"Nous devons en savoir beaucoup sur la rivière afin d'interpréter les résultats que nous obtenons, nous avons donc fait beaucoup de cartographie, de modélisation hydrodynamique et d'échantillonnage, et nous avons dû concevoir ces échantillonneurs à partir de zéro donc nous travaillons toujours dessus, " a déclaré Pizzuto. "Nous devrions être prêts à les éteindre à l'avenir et ils resteront assis sous une forme ou une autre pendant probablement quelques années alors que nous regardons pour voir ce qui leur arrive."

En plus d'O'Neal et Sturchio, Christy Li, un doctorant en CEOE, et Anne Kelly, un étudiant en master de CEOE, travaillent également sur le projet en cours.