Сложная система мониторинга поможет разгадать тайну уранового шлейфа
Учёные десятилетиями пытаются понять, почему загрязнение грунтовых вод ураном в районе южной оконечности площадки Хэнфорд продолжает превышать нормы для питьевой воды. Министерство энергетики США (DOE) ищет ответ на вопрос о причинах стойкости этого загрязнения. Теперь для полевых экспериментов установлена инновационная система, призванная улучшить понимание этой сложной территории и помочь в принятии будущих решений по её очистке.
Это одна из трёх площадок «Комплексных полевых исследовательских задач» (Integrated Field Research Challenge, IFRC), поддерживаемых Управлением науки DOE для изучения фундаментальных научных вопросов, важных для переноса загрязняющих веществ и очистки грунтовых вод. Новые данные могут привести к научным прорывам в области экологической ремедиации, выходящим за рамки Хэнфорда. Уникальная подземная экспериментальная система, содержащая около трёх десятков мониторинговых скважин с современным оборудованием, позволит всесторонне охарактеризовать подповерхностную среду и полностью учесть процессы, способствующие стойкому загрязнению.
«Этот шлейф ставил исследователей в тупик более десяти лет, — говорит руководитель проекта из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Джон Захара. — Но мы уверены, что новый подход позволит нам лучше понять источники и миграционное поведение урана в подповерхностном слое». Проект обещает стать одной из самых комплексных оценок сложной подповерхностной среды 300 района вдоль реки за последние 40 лет.
Массив из 35 мониторинговых скважин, расположенных по принципу треугольной шахматной доски на участке загрязнённой земли площадью примерно 100 метров, находится рядом с местом, куда десятилетиями сбрасывались большие объёмы загрязнённых сточных вод от предприятий по изготовлению ядерного топлива для оружейной программы. Система позволит изучать влияние уровня, направления потока и состава грунтовых вод на концентрацию урана и его миграцию к реке Колумбия. Проект IFRC позволяет проводить инъекционные эксперименты с водой разной температуры и состава, откачанной из других мест в пределах шлейфа.
«Не существует быстрого решения или готового подхода для работы с этим конкретным шлейфом урана. Мы используем полевую науку в реальном времени для решения этих сложных задач по очистке, — отмечает физик-учёный DOE Майк Томпсон. — Результаты мониторинга помогут нам лучше понять сложную динамику грунтовых вод и разработать технологии для стабилизации или очистки загрязнения». Первый инъекционный эксперимент запланирован на ноябрь.
Исследование урана позволяет изучать микроорганизмы
Большинство мониторинговых скважин имеют глубину около 60 футов (18 метров). Однако одна скважина глубиной 160 футов (49 метров) пробурила все отложения до базальта. Керновый материал из неё позволит микробиологам идентифицировать микроорганизмы в зоне взаимодействия реки Колумбия и грунтовых вод и понять их вклад в качество воды.
«Первые данные показывают зоны с большей численностью и активностью микробов. Учёные собрали относительно мало микробных проб на таких глубинах на площадке Хэнфорд, поэтому проведение молекулярной переписи микробных сообществ и выделение, возможно, новых микроорганизмов будет захватывающим», — говорит микробиолог PNNL Аллан Конопка. Фундаментальные микробиологические вопросы, изучаемые в этом проекте, будут бесценны для разработки стратегий защиты реки.