Τα στοιχεία σπανίων γαιών αποτελούν ουσιαστικό μέρος πολλών υπολογιστών και άλλου εξοπλισμού υψηλής τεχνολογίας, όπως τα κινητά τηλέφωνα και οι σκληροί δίσκοι. Ωστόσο, αναγνωρίζεται όλο και περισσότερο ότι μπορούν να είναι επιβλαβείς στο περιβάλλον ακόμη και σε χαμηλά επίπεδα.
Η Diane McKnight, συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε: «Αυτό είναι ανησυχητικό επειδή οι συγκεντρώσεις τους δεν παρακολουθούνται και δεν υπάρχουν πρότυπα ποιότητας νερού για αυτούς».
Η μελέτη είναι η πρώτη που μελετά πώς τα σπάνια γήινα στοιχεία κινούνται σε μεταλλικές πλούσιες υδάτινες πηγές. Αυτή είναι επίσης η πρώτη φορά που μελετάται ο τρόπος με τον οποίο η κλιματική αλλαγή απελευθερώνει πιο σπάνια γήινα στοιχεία σε ρεύματα αλλάζοντας τη ροή του νερού και τις φυσικές διαδικασίες καιρικών συνθηκών.
Από τη δεκαετία του 1990, η Diane McKnight έχει οδηγήσει τους μαθητές της να διερευνήσουν την ποιότητα του νερού της λεκάνης του ποταμού Snake στο Κολοράντο. Η κύρια εστίασή τους είναι η μέτρηση και η παρατήρηση της αποστράγγισης όξινων πετρωμάτων. Σε αυτή τη διαδικασία, οι βράχοι, συμπεριλαμβανομένων των ορυκτών με βάση το σουλφίδιο, όπως ο πυρίτης, οξειδώνουν όταν εκτίθενται στον αέρα και το νερό. Η προκύπτουσα χημική αντίδραση παράγει θειικό οξύ και διαλυμένα μέταλλα, όπως ο σίδηρος, τα οποία απορρίπτονται σε ρεύματα. Περισσότερο όξινο νερό μπορεί να διαλύσει περαιτέρω βαρέα μέταλλα, όπως ο μόλυβδος, το κάδμιο και ο ψευδάργυρος, και έχει αποδειχθεί ότι μπορεί επίσης να μεταφέρει στοιχεία σπάνιας γης.
Αυτό που ελέγχει πραγματικά την κινητικότητα των στοιχείων σπανίων γαιών είναι η τιμή του pH. Garrett rue, ο πρώτος συγγραφέας, είπε ότι έλαβε ένα μεταπτυχιακό στην έρευνα ασβέστη με McKnight και στη συνέχεια ένα πτυχίο γιατρού στο Cu boulder.
Η όξινη αποστράγγιση βράχων συμβαίνει φυσικά στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες επειδή η γεωλογία εκεί είναι πλούσια σε πυρίτη. Ωστόσο, τα ορυχεία στην ιστορία έχουν διαταράξει μεγάλο αριθμό πετρωμάτων και εδαφών, με αποτέλεσμα την απότομη αύξηση αυτής της διαδικασίας και της ρύπανσης των υδάτων κατάντη.
Στη λεκάνη του ποταμού Φιδιού, οι πόλεις που επλήγησαν από την αποστράγγιση των ορυχείων με οξύ αναγκάστηκαν να προσαρμοστούν στην κακή ποιότητα του νερού. Ορισμένες πρώην πόλεις έκρηξης ορυχείων, όπως το Silverton, τρέφονται από μακρινές πηγές. Άλλοι βασίζονται σε ακριβές εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού. Όλα τα ψάρια στον ποταμό Snake είναι εφοδιασμένα επειδή η περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο στο νερό είναι πολύ υψηλή για να επιβιώσουν οποιαδήποτε τοπικά είδη ψαριών. Αυτό το πρόβλημα είναι μοναδικό για τις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες. Η Rue είπε ότι περισσότερο από το 40% των ανώτερων σκέψεων των κύριων ποταμών στη Δύση μολύνονται από κάποια μορφή εξόρυξης οξέος ή αποστράγγισης βράχων.
Ο ποταμός Snake παρέχει ένα καλό φυσικό εργαστήριο για τη διερεύνηση και των δύο, επειδή το περουβιανό τμήμα της λεκάνης έχει αξιοποιηθεί σε μεγάλο βαθμό, ενώ ο άνω ποταμός Snake δεν έχει. Ωστόσο, η rue και ο McKnight διαπίστωσαν ότι και τα δύο μέρη της λεκάνης συμβάλλουν τώρα σε μεγάλες ποσότητες μετάλλων κατάντη, επειδή η κλιματική αλλαγή έχει φέρει μεγαλύτερο καλοκαίρι και λιγότερο χειμερινό χιόνι. Τα μακρύτερα και χαμηλότερα ρεύματα διευκολύνουν τα μέταλλα να διεισδύσουν στην λεκάνη απορροής και να συμπυκνώσουν μέταλλα που θα είχαν αραιωθεί από το λιώσιμο του χιονιού.
Αυτό σημαίνει ότι η ίδια διαδικασία περισσότερων βαρέων μετάλλων που εισέρχονται στο ρεύμα δρα επίσης σε στοιχεία σπάνιας γης. Οι ερευνητές βρήκαν στοιχεία σπάνιων γαιών σε ολόκληρο τον ποταμό Φίδι" Καταγράψαμε ένα εύρος συγκέντρωσης 1 έως εκατοντάδες μικρογραμμαρίων ανά λίτρο - αρκετές τάξεις μεγέθους υψηλότερες από τα τυπικά επιφανειακά ύδατα - και οι υψηλότερες συγκεντρώσεις ήταν σε περιοχές ανάντη και λάμβαναν αποστράγγιση από εγκαταλελειμμένα ορυχεία" δήλωσε ο Rue.
Κατέγραψαν επίσης ότι η αύξηση των στοιχείων σπανίων γαιών στον ποταμό Φίδι αντιστοιχεί στην αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα το καλοκαίρι και η συσσωρευμένη συγκέντρωση στοιχείων σπανίων γαιών σε έντομα που ζουν σε ρεύματα ισοδυναμεί με την τοξικότητα άλλων μετάλλων όπως ο μόλυβδος και το κάδμιο.
Αρχίσαμε να κατανοούμε ότι μόλις τα στοιχεία της σπάνιας γης εισέλθουν στο νερό, τείνουν να παραμένουν εκεί και δεν θα αφαιρεθούν από την παραδοσιακή διαδικασία επεξεργασίας, η οποία έχει αντίκτυπο στην επαναχρησιμοποίηση, και οδήγησε ορισμένες ευρωπαϊκές πόλεις να ορίσουν τα στοιχεία των σπάνιων γαίων ως νέο ρύπο στην παροχή πόσιμου νερού. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο ποταμός Snake ρέει απευθείας στη δεξαμενή Dillion, τη μεγαλύτερη πηγή αποθήκευσης νερού στο Ντένβερ, αυτό μπορεί να είναι ένα πρόβλημα στο μέλλον.
Οι ερευνητές προτείνουν ότι η διερεύνηση και η επένδυση σε τεχνολογίες για την ανάκτηση στοιχείων σπάνιων γαιών από φυσικά ύδατα μπορεί να παράγει πολύτιμα προϊόντα και να βοηθήσει στην επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με τους όξινους βράχους και την αποστράγγιση των ορυχείων, τα οποία θα επιδεινωθούν με την αλλαγή του κλίματος.
Τα στοιχεία σπανίων γαίων χρησιμοποιούνται για να κάνουν πολλά προϊόντα. Ως εκ τούτου, η κυβέρνησή μας αναζητά πηγές, αλλά ταυτόχρονα, η εξόρυξη έχει αφήσει ανεξίτηλο σημάδι στα δυτικά ύδατα. Εάν μπορούμε να συλλέξουμε μερικά από αυτά τα υλικά που έχουν εισέλθει στο περιβάλλον μας, ίσως αξίζει να επεξεργαστείτε αυτά τα νερά και να ανακυκλώνουμε αυτά τα υλικά ταυτόχρονα.
Αυτό το πρόβλημα γίνεται όλο και πιο σοβαρό και πρέπει να το αντιμετωπίσουμε. Εάν μπορέσουμε να επιλύσουμε αυτό το πρόβλημα συνολικά, μπορούμε να έχουμε πολύτιμους πόρους και να λάβουμε υπόψη την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή.