Скрытое влияние очистки питьевой воды на городские реки
Стареющие системы водоснабжения из свинцовых труб и меры общественного здравоохранения, применяемые для снижения их рисков, меняют химический состав и состояние близлежащих городских водотоков. Исследование биогеохимиков, гидрологов и инженеров-экологов из Университета Питтсбурга выявило ранее упущенные из виду экологические последствия распространённой практики водоподготовки — добавления ортофосфата в системы питьевого водоснабжения для предотвращения коррозии свинцовых труб.
Опубликованное в журнале PLOS Water, исследование показывает, что фосфат, используемый при очистке воды, может просачиваться в городские реки, изменяя их химический состав и потенциально ускоряя эвтрофикацию — процесс, при котором такие питательные вещества приводят к чрезмерному росту водорослей и водных растений.
Подобные свинцовые трубопроводы широко распространены на северо-востоке США, в районе Великих озёр и на Среднем Западе, что означает, что до 20 миллионов американцев и близлежащие водотоки могут сталкиваться с аналогичными проблемами.
Учёные в сотрудничестве с местными водоканалами изучили пять городских водотоков, чтобы выявить изменения в химическом составе воды до и после внедрения ортофосфатной обработки для контроля коррозии. Их результаты показывают статистически значимое увеличение концентраций фосфора и металлов в воде после обработки, что указывает на то, что подземная инфраструктура не является замкнутой системой.
Концентрации фосфора в городских реках увеличились более чем на 600% после внедрения ортофосфатной обработки, в то время как концентрации таких микроэлементов, как медь, железо и марганец, также выросли почти на 3500%, что говорит о совместном переносе продуктов коррозии.
«Мы были удивлены тем, насколько чётко проявилось влияние очистки питьевой воды на химический состав рек. Это говорит о том, что наша подземная инфраструктура не так изолирована от окружающей среды, как мы часто предполагаем», — отметила ведущий автор исследования доктор Ануша Балангода. «Наше исследование — первое, в котором изучается химический состав городских водотоков и влияние добавок для питьевой воды».
«Нам абсолютно необходимо защищать людей от свинца в питьевой воде, — добавила соавтор работы доктор Эмили Эллиотт. — Но мы также должны понимать, как эти методы обработки влияют на наши реки и экосистемы».
Исследование выявило путь загрязнения фосфором, которому ранее уделялось мало внимания: утечки из систем питьевого водоснабжения, а не традиционные источники, такие как сброс сточных вод или промышленные стоки. Учёные предлагают четыре корректирующих действия для решения проблемы утечки фосфатов из подземных водопроводных систем: ремонт стареющей инфраструктуры, модернизация очистки сточных вод, оптимизация дозировок и разработка инновационных подходов к мониторингу взаимодействия инфраструктуры и экосистем.
«Питтсбург не уникален; миллионы американцев пользуются водопроводом со свинцовыми трубами и старой инфраструктурой, — подчеркнула Эллиотт. — Наши данные позволяют предположить, что эта проблема выходит далеко за пределы одного города, особенно на Среднем Западе и Северо-Востоке, где распространены как свинцовые трубы, так и фосфатная обработка. Нам необходим общенациональный диалог об инфраструктуре и качестве воды».