Если уровень грунтовых вод падает, ручьи и реки просачиваются и загрязняют питьевую воду
Учащающиеся засухи, уменьшение количества осадков, растущий спрос на воду в сельском хозяйстве — изменение климата создаёт проблемы для наших грунтовых вод. В Германии и по всему миру это приводит к падению уровня грунтовых вод в некоторых регионах. Когда подземный уровень воды низкий, загрязнённая поверхностная вода из ручьёв и рек всё чаще проникает в грунтовые воды. Результат: наша питьевая вода и подземные экосистемы находятся под угрозой — проблема количества становится и проблемой качества. Об этом исследователи пишут в научном журнале Water Research. Их рекомендация: новые научные подходы и регионально адаптированные концепции для улучшения формирования грунтовых вод.
«Здесь мы видим прямое следствие изменения климата, в результате которого наш самый важный водный ресурс — грунтовые воды — оказывается под угрозой», — говорит Ханс Юрген Хан из Университета Кобленц-Ландау, один из авторов исследования. Во многих районах мира уровень грунтовых вод падает всё сильнее, поскольку скорость их пополнения также снижается. Одновременно растёт объём извлечения грунтовых вод для орошения в сельском хозяйстве и для питьевого водоснабжения. Это приводит к дополнительному снижению уровня грунтовых вод и изменению регионального ландшафтного водного баланса, закручивая спираль негативных последствий изменения климата всё быстрее.
«Это ставит нас в точку перелома регионального ландшафтного водного баланса во многих местах», — объясняет соавтор Анке Уль из Рабочей группы по родникам и грунтовым водам Немецкого лимнологического общества. В отличие от прошлого, более низкий уровень грунтовых вод означает, что во многих местах вода больше не выталкивается наверх для питания ручьёв и рек (экссудация) — вместо этого вода из водотоков просачивается в грунт (инфильтрация). Эта смена направления потока создаёт условия для проникновения загрязняющих веществ в подземные воды. Ведь в ручьях и реках течёт не только дождевая и родниковая вода, но и сточные воды с очистных сооружений. «Мы всё больше загрязняем грунтовые воды компонентами сточных вод — остатками лекарств, бытовой химии, искусственных подсластителей и других загрязнителей», — объясняет Кристиан Гриблер из Венского университета.
Кроме того, обратное направление потока между поверхностными и грунтовыми водами приводит к высыханию водно-болотных угодий. «Поскольку все текущие исследования предсказывают дальнейшее снижение уровня грунтовых вод в больших частях мира, проблема будет усугубляться в будущем. Мы будем сталкиваться с этой проблемой всё чаще по мере того, как лето становится всё суше», — говорит Петра Долль из Университета Гёте во Франкфурте-на-Майне.
Исследователи основывают свои выводы на всемирном обзоре литературы о последствиях изменения климата, влиянии забора грунтовых вод на этот ресурс, а также на специализированных статьях, исследующих новые загрязнители в грунтовых водах. «Эти связи очевидны, но до сих пор они не были в поле зрения научного сообщества», — говорит Маркус Вайлер из Фрайбургского университета, оценивая важность результатов исследования.
Региональные различия
Изменение климата по-разному влияет на регионы. Количество осадков, пополнение грунтовых вод и объём их изъятия варьируются от региона к региону, как и степень взаимодействия между поверхностными и грунтовыми водами — гидрогеологические условия.
Адаптация концепций к местным условиям
«Прежде всего, исследование также показывает, что нам нужны новые научные подходы и модели на региональном и локальном уровне, чтобы определить взаимодействия между поверхностными и грунтовыми водами и, что особенно важно, переломные точки в региональном ландшафтном водном балансе», — объясняет Маркус Нок из Карлсруэского университета прикладных наук.
Также очевидно, что поверхностные воды необходимо и дальше защищать от загрязнения. Потому что состояние поверхностных вод напрямую влияет на качество грунтовых вод. Для минимизации загрязнителей в водном цикле есть решение: «Самое время сократить потребление воды — как в промышленности, так и в быту — чтобы уменьшить объём откачиваемых грунтовых вод. Более того, важно резко сократить попадание долгоживущих загрязнителей в водный цикл, одновременно последовательно расширяя четвёртые ступени очистки на водоочистных сооружениях», — говорит Анке Уль.