Tento článek je z časopisu Hakai, online publikace o vědě a společnosti v pobřežních ekosystémech. Přečtěte si více podobných příběhů na hakaimagazine.com.
Když silná déšť zasáhne Nová Kaledonie, řeky stékají červeně.
Nová Kaledonie se nachází asi 1200 km východně od Austrálie a má jeden z nejrozsáhlejších ekosystémů korálových útesů na světě a asi 10 procent niklu na světě. Více než století těžby a odlesňování pásů na francouzském tichomořském území vytvořilo jedny z nejvyšších úrovní eroze půdy na světě. Pokles deštného pralesa byl snížen ze 70 procent na 20 procent, a když prší, voda a země stékají z kopců do řek a do moře, přičemž s sebou berou nikl a další toxické kovy.
Nakonec tyto kovy - hlavně nikl, kobalt, železo a chrom - končí v potravinovém řetězci. Ústřice, které žijí v blízkosti řek, které běží kolem těžebních lokalit, obsahují 20krát více niklu než ty, které žijí v blízkosti jiných řek. Úhoři blízko pobřeží mají vyšší koncentrace niklu a jiných kovů než ty, které jsou dále na moři.
"Důsledky takového znečištění jsou katastrofální, " říká Peggy Gunkel-Grillon, ekologická chemikka z University of New Caledonia. Toxické kovy se pohybují v potravinovém řetězci a hromadí se v nejlepších predátorech.
Důkazy o toxikologických účincích niklu na mořské tvory a lidi jsou však omezené. "V Nové Kaledonii začínáme studovat vliv kovů na životní prostředí - to je nové téma pro vládu a vědce, " říká Yannick Dominique, ekotoxikolog v nové kaledonské poradenské společnosti Bioeko. Dominique je součástí nového vládního projektu, který zkoumá úrovně a zdroje expozice kovů u lidí v Nové Kaledonii.
U lidí výzkum spojil expozici niklu - často prostřednictvím kouření cigaret nebo průmyslu - se zvýšenou prevalencí diabetu typu 2 a Světová zdravotnická organizace klasifikuje čistý nikl jako karcinogen. O účinku konzumace vody a potravin s vysokým obsahem niklu je však málo známo.
Gunkel-Grillon a její kolegové přemýšleli o hrozbě odtoku niklu a přemýšleli, jestli by se něco mohlo udělat.
V námořním průmyslu se kolem struktur, jako jsou větrné turbíny a ropné plošiny na moři, vytvářejí umělé skalní útvary, které je chrání před erozí. Tyto bariéry jsou vytvářeny z materiálů na bázi vápníku v mořské vodě, které jsou přitahovány a vytvářejí kolem elektricky nabitých kovových struktur. Vědci přemýšleli, zda by tento proces mohl být posunut o krok dále. To znamená, že pokud elektricky nabité kovy mohou přitahovat materiály na bázi vápníku, mohly by vápníkové formace přitahovat znečišťující látky těžkých kovů?
V laboratorních experimentech spolupracuje Gunkel-Grillon s Marcem Jeanninem, inženýrem z francouzské Université de La Rochelle, na vývoji metody pro extrakci niklu z mořské vody z Nové Kaledonie.
Umístěním pozinkované oceli do mořské vody a jejím nabíjením slabým elektrickým proudem vědci ukázali, že mohou vytáhnout kovové ionty z roztoku a zachytit je do vápenatých usazenin, které rostou na ocelové elektrodě.
V laboratorních experimentech byli vědci schopni vytáhnout nikl z roztoku. (Foto: Charlotte Carré) Při laboratorním testu s konceptem vědci ponořili malé kousky elektrifikované oceli do mořské vody obohacené niklem. Po sedmi dnech zjistili, že až 24 procent niklu přidaného do vody bylo zachyceno.
Ale skutečnou výzvou, říká Gunkel-Grillon, je zjistit, zda se jejich technika převede do reálných podmínek. Tento další krok již probíhá v nové kaledonské laguně. Koncem března vědci umístili rozsáhlý experiment do Numbo Bay, což je průmyslová zóna hlavního města Nouméa.
Pokud tyto experimenty fungují, vědci předpokládají ještě větší, trvalou strukturu galvanizovaných elektrod, které sedí vertikálně ve vodě.
"Umístěním našeho zařízení do ústí řek, odtoků, přístavů nebo na jiná místa, kde může dojít k takovému znečištění, budeme schopni omezit kontaminaci rozpuštěného niklu, " říká Gunkel-Grillon.
Lokální elektrická síť pohání experiment Nová Kaledonie, ale v budoucnu by mělo být možné takové nastavení provést s větrnými turbínami nebo solárními panely.
Kontaminace kovů v mořském prostředí je na celém světě problémem a toto řešení má velký slib. Tým také použil tuto techniku k zachycení olova a Jeannin říká, že nevidí důvod, proč nemůže fungovat i pro jiné kovové prvky.
„Starší přístavy mohou mít v sedimentech poměrně vysokou úroveň kontaminantů, jako jsou kovy a těžké kovy, “ říká Philippe Andréani, generální ředitel společnosti Géocorail, která vyvíjí umělé mořské struktury pro ochranu proti erozi. "Vychází z antivegetativních barev používaných v minulosti na trupech a z jiných zdrojů." Přístavy nejsou příliš hluboké, takže turbulence způsobené lodními vrtulemi mají tendenci zvedat sedimenty a uvolňovat jejich znečišťující látky. “
Géocorail patentoval jinou verzi elektrody zachycující kovy, která je testována v několika francouzských přístavech.
Příští jaro budou výsledky z nového Kaledonského polního testu a vědci by měli vědět, zda tato technika může pomoci se znečištěním toxickým kovem.
"Až získáme ložiska z mořské vody, budeme moci zkontrolovat, jaké kovové prvky byly zachyceny, včetně všech kovových znečišťujících látek, které jsou přítomny v laguně Nové Kaledonie, " říká Jeannin.
Související příběhy z časopisu Hakai:
- Rybí přilby nezachrání životy
- Sledování hlubinné těžby
- Vnitrozemští ostrovani
