رونق نفت داکوتای شمالی میتواند عوارض جانبی تلخی داشته باشد. فاضلاب حاصل از حفاری نفت و شکستگی هیدرولیک - یا شکستگی - اغلب مملو از نمک است و می تواند خاک ها را آلوده کند. به عنوان مثال، در سال 2014، 42 نشت آب نمک در هفته به طور متوسط در داکوتای شمالی ثبت شد.
نشت آب نمک آنقدر نمک وارد خاک می کند که پوشش گیاهی محلی نمی تواند زنده بماند. نمک ها برای چندین دهه، حتی قرن ها در اطراف باقی می مانند. که از رشد گیاهان جلوگیری می کند و زمین های با ارزش را از تولید خارج می کند.
در یک مطالعه اخیر، محققان دانشگاه ایالتی داکوتای شمالی روشی را آزمایش کردند که درصد زیادی از نمک موجود در خاک های آلوده به نشت آب نمک را استخراج می کرد.
محققان یک ماده شیمیایی - hexacyanoferrate آهن - را در نمونههای خاکهای آلوده به نمک در آزمایشگاه استفاده کردند. پس از هفت روز، بسته به نوع خاک مورد آزمایش، 29 تا 57 درصد از نمک ها برای حذف آسان تر به سطح کشیده شدند.
آرون دایگ، یکی از محققان، میگوید کریستالهای نمک تشکیلشده روی سطوح خاک «محتوای آب زیادی داشتند و حذف آن بسیار آسان بود». این تکنیک هنوز نیاز به آزمایش میدانی دارد، اما به عنوان یک راه سریع و ساده برای پاکسازی خاکهای آلوده به نمک، نویدبخش است.
دایگ میگوید: «روشهای سنتی که برای حذف نمک از خاکهای آلوده به نشت آب نمک استفاده میشود یا خیلی طول میکشد یا شامل حذف خود خاک میشود.» حفاری خاک آلوده و انتقال آن به مناطق تعیین شده تنها مشکل را جابجا می کند. نمک ها در آن خاک ها باقی می مانند.
روشهای دیگر تلاش میکنند تا نمکها را به زیر سطحی که ریشههای گیاه به آن میرسند فشار دهند. اما این اغلب یک راه حل موقت است. نمک ها می توانند در آب های زیرزمینی حل شوند و از طریق خاک به سمت بالا حرکت کنند.
دایغ می گوید: «هیچ کس سعی نکرده نمک را از زمین بیرون بیاورد و آن را برداشت کند. این یک استراتژی اصلاح دائمی خواهد بود، اما برای اینکه این ایده عمل کند، محققان باید بر یک مانع بزرگ غلبه میکردند.
دایگ می گوید: "با تبخیر آب از خاک، نمک ها در منافذ خاک رسوب می کنند." نمک ته نشین شده می تواند یک پوسته سخت و سیمانی تشکیل دهد که جدا کردن آن بسیار دشوار است. اولین کار دایغ یافتن راهی برای جلوگیری از تشکیل این پوسته نمکی بود.
در حین جستجوی راه هایی برای انجام این کار، دایگ و همکارش با ماده شیمیایی مواجه شدند که کنجکاوی آنها را برانگیخت. دایغ میگوید: «این در اروپا برای جلوگیری از تأثیر نمک جاده بر ساختمانهای میراث قدیمی استفاده میشد.»
وقتی محققان این ماده شیمیایی را در آزمایشگاه روی خاکهای آلوده به نمک استفاده کردند، نمکها را از خاکها متبلور کرده و روی سطح «شکوفه دادند». در عرض هفت روز پس از کاربرد، به ترتیب 29، 46 و 57 درصد از نمکهای خاکهای لومی شنی، لومی و رسی سیلتی روی سطوح آنها شکوفا شدند.
یکی از نگرانیهای وارد کردن هر ماده شیمیایی به محیط زیست ایمنی است. دایگ می گوید: سمیت این ماده شیمیایی برای انسان و محیط زیست نسبتاً کم است. او این ماده شیمیایی را به عنوان "فوق العاده پایدار" توصیف می کند.
وقتی تجزیه می شود، هیدروژن و سیانیدهای آزاد تولید می کند که می توانند سمی باشند. اما دایگ میگوید که این ماده شیمیایی به کندی تجزیه میشود - دههها یا حتی قرنها در بیشتر شرایط خاک طول میکشد. این تجزیه آهسته می تواند به میکروب ها اجازه دهد تا سیانیدها را متابولیزه کرده و آنها را نسبتاً بی ضرر کنند.
Daigh میگوید: «علاوه بر این، هگزاسیانوفرات آهن در اینجا فقط به عنوان مثال استفاده میشود. "سایر مواد شیمیایی با محصولات واکنش کم سمیت ممکن است نتایج مشابهی ایجاد کنند."
دایگ و همکارانش در حال آزمایش میدانی این ماده شیمیایی هستند. او میگوید: «ما باید دریابیم که چه مقدار و هر چند وقت یکبار آن را اعمال کنیم. آنها همچنین در حال بررسی راههایی برای کاربرد غیرمستقیم ماده شیمیایی و استفاده مجدد از آن در چندین برنامه هستند.