Исследователи разработали новый подход для количественной оценки сброса нитратов из грунтовых вод в реки
Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали новый метод определения скорости, с которой нитратное загрязнение будет перемещаться из грунтовых вод в водотоки. Эта работа важна для прогнозирования долгосрочного загрязнения в реках, питаемых подземными водами.
Загрязнение нитратами, в основном из-за стока удобрений, является одним из основных загрязнителей пресной воды в США. При этом загрязнение сохраняется в водоносных горизонтах, питающих реки в течение многих лет или даже десятилетий. Измерение скорости движения, или потока, нитратов из грунтовых вод в реки критически важно для понимания переноса этого загрязнителя и оценки эффективности мер по управлению качеством воды. Однако традиционно этот поток было сложно измерить, и, поскольку стандартного метода не существует, его редко определяют.
Новый метод анализа водоносных горизонтов, разработанный учёными, использует данные полевых измерений для оценки скорости, с которой нитратное загрязнение будет вымываться из водоносного горизонта в реки в ближайшие десятилетия. Работа проводилась на Западном Медвежьем ручье, притоке реки Ньюс в Северной Каролине. Измеряя концентрации нитратов и возрастных трассеров в грунтовых водах, а также скорость подтока грунтовых вод через русло, исследователи смогли рассчитать скорость изменения массы нитратов в водоносном горизонте, текущий поток нитратов из горизонта в реку и прогнозируемые значения этого потока на следующие десятилетия.
«Наш новый подход позволяет за несколько дней полевых работ получить данные, для сбора которых в противном случае потребовались бы годы долгосрочного мониторинга или создание сложной численной компьютерной модели гидрологии и качества воды», — отмечает Трой Гилмор, ведущий автор исследования. В 2013 году, когда проводились измерения, учёные обнаружили, что скорость поступления нитратов в водоносный горизонт снизилась на 6%. При этом скорость выхода нитратов из горизонта примерно на 10% превышала скорость их поступления.
«Несмотря на то, что поступление нитратов в изученный нами водоносный горизонт снижается уже 15–20 лет, их выход из горизонта в Западный Медвежий ручей может оставаться стабильным или даже увеличиваться ещё более 10 лет, прежде чем начнёт снижаться, из-за большого временного лага в реакции выхода из водоносного горизонта», — поясняет профессор Дэвид Женерё. Новая методика позволит гидрологам оценивать потоки загрязняющих веществ и проверять долгосрочную эффективность методов управления загрязнением.