COLUMBUS, Ohio – Az Ohio Állami Egyetem geofizikusai új alkalmazást találtak a földradarokhoz: a felszín alatti folyékony veszélyes hulladékok észlelésére.
Az antenna konfigurációjának megváltoztatásával egy szabványos földradar (GPR) eszközön belül képesek voltak észlelni az EPA tisztítóhelye alatt eltemetett kreozot lerakódásokat az ohiói Marionban.
A technika ígéretes lehet másfajta eltemetett veszélyes hulladék megtalálására is.
Jeffrey Daniels, a geológiai tudományok professzora és végzős hallgatói számos lelőhelyet találtak egy elhagyott fakezelő létesítmény körül, köztük két kreozottartályt, amelyeket több lábnyi cement alá temettek.
Eredményeikről a Geophysical Research Letters folyóirat legutóbbi számában számoltak be.
"Az új antennaelrendezés nélkül soha nem találtuk volna meg azokat a földalatti tankokat" - mondta Daniels. "Soha senki sem tudta volna, hogy ott vannak."
Az, hogy a GPR milyen jól érzékel bizonyos objektumokat, a küldő és vevő antennák egymáshoz igazításától függ az eszközön belül – mondta Daniels. A közös elrendezés - a két antenna egymás mellett - nagyon jól érzékeli a sima tárgyakat, például a föld alá temetett csöveket vagy a lapos kőzetrétegeket, és gyakran használják híd- vagy útvizsgálatnál.
A szaggatott tárgyak, például a törött sziklák összezavarják az egymás melletti antennákat, mert szórják a radarjelet.
A Geophysical Research Lettersben megjelent legfrissebb tanulmányukban a geofizikusok kimutatták, hogy az antennák T-alakú képződménybe való keresztezése a kőzetekkel és talajjal kevert veszélyes hulladék durva lerakódásait helyezi a fókuszba.
Erich Guy, geológus végzős hallgató vezette a Marion lelőhely vizsgálatát. A projekten dolgozó további végzős hallgatók közé tartozott Stan Radzevicius és Jennifer Holt.
Az 1890-es és 1960-as évek között a Marion létesítményben nagy mennyiségű kreozotot használtak, amely egy általános favédőszer. Az olajos, bűzös folyadékot két föld feletti tartályban tárolta.
A föld feletti tartályok 1999-re már rég elfogytak, a hideg februári napon az Ohio állam diákjai megvizsgálták az elhagyott 100 hektáros telket.
Az ohiói EPA és az amerikai EPA is tanulmányozta a helyszínt az 1990-es években, de nem tudták pontosan meghatározni, hogyan szivárgott ki a kreozot az ingatlanból a közeli Little Scioto folyóba.
"Enyhe kreozotszag terjengett a levegőben, de ez nem volt olyan, amit igazán észrevenne" - mondta Holt.
A hallgatók az ingatlan futballpálya méretű részét vizsgálták meg egy kereskedelmi forgalomban kapható GPR eszközzel, először egymás melletti elrendezésben, majd keresztbe tett antennákkal. Szoftver segítségével 3D-s térképeket készítettek a felszín alatt.
Az egymás melletti konfigurációval létrehozott térképen a jelek zűrzavaros zűrzavara látható. Az ingatlanon lévő sziklák, talaj és agyag eltakarta a kreozot lerakódásait.
A póluskereszt teszt tisztább jelet produkált. A sziklák, a talaj és az agyag láthatatlanná váltak a radar számára, de a 3D-s térképeken élénkvörösen izzóan több jól körülhatárolható terület volt, amelyek valamilyen idegen anyagot – a kreozotot – tartalmaztak.
A geofizikusok kreozotot fedeztek fel egy egykori szivattyúház melletti gödörben, valamint a hiányzó tárolótartályokat alátámasztó két cementpárnát összekötő árokban.
Kreozotot is észlelt néhány valószínűtlen helyen – a tartálypárnák alatt.
"Először azt hittük, hogy a betétek csak a tárolótartályok alátámasztására szolgálnak" - mondta Daniels. "De a GPR kimutatta, hogy határozottan van valami alattuk."
Két hónappal később az EPA áttörte a cementpárnákat, és feltárt két eltemetett kreozottartályt, amelyek a környező talajba szivárogtak.
A GPR adatok nélkül az EPA valószínűleg nem találta volna meg az eltemetett tartályokat.
"A takarítócsapat tétovázott, hogy vállalja-e ezt a sok fáradságot és költséget, amíg meg nem mutattuk az adatokat" - mondta Guy.
"Az, hogy a fafeldolgozó cég szándékosan temette-e el a kreozotot, az EPA döntése" - mondta Daniels -, de ez a felfedezés megerősíti a GPR hasznosságát ebben az alkalmazásban."
Daniels és tanítványai továbbra is ellenőrizni fogják az EPA helyszíneit az ügynökséggel kötött együttműködési megállapodás részeként a technika továbbfejlesztésére.
Támogatást is kaptak a Nemzeti Tudományos Alapítványtól, hogy javítsák a GPR-el készített 3D-s térképeik képminőségét.
"Amennyire tudjuk, mi vagyunk az egyetlen csoport az országban, amely ezen dolgozik" - mondta Daniels. A geofizikusok az Ohio állam Elektrotudományi Laboratóriumának kutatóival együtt folytatják ezt a projektet.
