Тази статия е от списание Hakai, онлайн публикация за науката и обществото в крайбрежните екосистеми. Прочетете още подобни истории в hakaimagazine.com.
Когато силен дъжд удари Нова Каледония, реките се зачервяват.
Разположена на около 1200 километра източно от Австралия, Нова Каледония има една от най-обширните екосистеми за коралови рифове в света и около 10 процента от никела в света. Повече от век изкопаване и обезлесяване на френската тихоокеанска територия създаде едни от най-високите нива на ерозия на почвата в света. Покритието на тропическите гори е намалено от 70 на 20 процента, а когато вали, водата и земята текат безпрепятствено от хълмовете в реки и море, като взимат със себе си никел и други токсични метали.
В крайна сметка тези метали - главно никел, кобалт, желязо и хром - се оказват в хранителната верига. Стридите, които живеят в близост до реки, които минават покрай минни обекти, съдържат 20 пъти повече никел от тези, които живеят в близост до други реки. Змиорките в близост до брега имат по-високи концентрации на никел и други метали от тези, които са по-далеч от морето.
„Последиците от този вид замърсяване са пагубни“, казва Пеги Гункел-Грилон, химик по околната среда от Университета в Нова Каледония. Токсичните метали се движат нагоре по хранителната верига и се натрупват в топ хищници, казва тя.
Но доказателствата за токсикологичните ефекти на никела върху морските същества и хората са ограничени. „В Нова Каледония започваме да изучаваме влиянието на металите върху околната среда - това е нова тема за правителството и учените“, казва Яник Доминик, екотоксиколог в консултантската компания Bioeko в Нова Каледония. Доминик е част от нов правителствен проект, изследващ нивата и източниците на експозиция на метали при хората в Нова Каледония.
При хората, изследванията свързват излагането на никел - често чрез пушене на цигари или индустрия - с увеличеното разпространение на диабет тип 2, а Световната здравна организация класифицира чистия никел като канцероген. Малко е известно обаче за ефекта от консумацията на вода и храни с високо съдържание на никел.
Мислейки за заплахата от отток на никел, Гункел-Грилон и нейните колеги се чудеха дали може да се направи нещо.
В морските индустрии се създават изкуствени скални образувания около структури като вятърни турбини и офшорни петролни платформи, за да ги предпазят от ерозия. Тези бариери са създадени от материали на основата на калций в морската вода, които са привлечени и се натрупват около електрически заредени метални конструкции. Изследователите се чудеха дали този процес може да бъде изтласкан крачка напред. Тоест, ако електрически заредените метали могат да привлекат материали на основата на калций, могат ли образуванията на основата на калций да привлекат замърсители от тежки метали?
В лабораторни експерименти Gunkel-Grillon работи с Марк Жанин, инженер от френския Université de La Rochelle, за да разработи метод за извличане на никел от морската вода в Нова Каледония.
Поставяйки поцинкована стомана в морска вода и зареждайки я със слаб електрически ток, изследователите показаха, че те могат да изтеглят метални йони от разтвора, улавяйки ги в калцифицирани отлагания, които растат върху стоманения електрод.
При лабораторни експерименти изследователите успяха да извадят никел от разтвор. (Снимка от Charlotte Carré) В лабораторен тест с доказателство за концепцията учените потопиха малки парчета електрифицирана стомана в морска вода, напоена с никел. След седем дни те открили, че до 24 процента от никела, добавен към водата, е бил в капан.
Но истинското предизвикателство, казва Гункел-Грилон, е да се види дали техниката им ще се пренесе в реални условия. Следващата стъпка вече е в лагуна в Нова Каледония. В края на март учените поставиха по-мащабен експеримент в залива Numbo, който е индустриалната зона на столицата, Nouméa.
Ако тези експерименти работят, учените предвиждат още по-голяма, постоянна структура от поцинковани електроди, които седят вертикално във водата.
„Поставяйки нашето устройство в устията на реки, отпадни води, пристанища или други места, където може да възникне такова замърсяване, ние ще бъдем в състояние да ограничим замърсяването на разтворен никел“, казва Гункел-Грилон.
Местната електрическа мрежа захранва експеримента в Нова Каледония, но в бъдеще трябва да е възможно да се извърши такава настройка с вятърни турбини или соларни панели.
Замърсяването с метали в морската среда е проблем в целия свят и това решение има голямо обещание. Екипът също е използвал техниката за улавяне на олово и Жанин казва, че не вижда причина, поради която не може да работи и за други метални елементи.
„По-старите пристанища могат да имат доста високо ниво на замърсители като метали и тежки метали в техните утайки“, казва Филип Андреани, изпълнителен директор на Géocorail, компания, която разработва изкуствени морски структури за защита от ерозия. „Произхожда от боите против обръщане, използвани в миналото върху корпусите и от други източници. Пристанищата не са много дълбоки, така че турбуленцията, причинена от витлата на кораба, има тенденция да издига утайките и да освобождава замърсителите си. "
Géocorail е патентовал различна версия на метал-улавящ електрод, който се тества в няколко френски пристанища.
До следващата пролет резултатите от полевия тест в Нова Каледония ще са налице и учените трябва да знаят дали тази техника може да помогне при токсично замърсяване с метали.
„Когато получим находищата от морската вода, ще можем да проверим какви метални елементи са били в капан, включително всички метални замърсители, които присъстват в лагуната на Нова Каледония“, казва Жанин.
Свързани истории от списание Хакай:
- Рибените каски не спасяват животи
- Проследяване на дълбоководното добив
- Изключени острови
