Новый вычислительный метод позволяет отследить источники загрязнения рек, работая от наблюдений назад

Исследователи из Оксфордского и Имперского колледжа Лондона разработали новый вычислительный метод, использующий инновационный подход для определения источников загрязнения рек. Метод работает в обратном направлении, от наблюдений за загрязненной речной водой, что делает его простым и масштабируемым для применения по всей стране.

В тестовом случае модель определила источник вредного неоникотиноидного пестицида, запрещенного в сельском хозяйстве, в редкой среде обитания — меловом ручье. В настоящее время только 14% рек в Англии имеют «хороший» экологический статус, но до сих пор не было надежного метода для идентификации вероятных источников загрязнения. Новый подход, описанный в журнале Science of The Total Environment, использует «обратное моделирование», которое отслеживает загрязняющие вещества от точки наблюдения в реке назад к вероятному источнику, в отличие от традиционного «прямого моделирования».

«Первый шаг к оздоровлению загрязненной реки — выяснить, в чем проблема. Эти новые математические "обратные" методы предоставляют объективный способ определить, где и как загрязняющие вещества попадают в речные сети, используя только данные мониторинга», — сказал соавтор исследования доктор Алекс Липп.

Технику протестировали на реке Уондл в Лондоне, где был обнаружен запрещенный с 2018 года пестицид имидаклоприд. Обратное моделирование показало, что подавляющая часть имидаклоприда поступает из небольшого участка реки, содержащего сброс с очистных сооружений. Это подтверждает гипотезу, что пестицид может попадать в реки из-за его использования в лекарствах для домашних животных, которые смываются в канализацию и не удаляются на очистных сооружениях.

Доктор Липп видит потенциал метода в анализе данных гражданской науки, которые собирают активистские группы. Такой подход мог бы помочь «речным хранителям» принимать более целенаправленные меры против загрязнителей. Исследование также опирается на разработку доктора Липпа и его коллег — сайт www.sewagemap.co.uk, который в реальном времени показывает участки рек в бассейне Темзы, потенциально затронутые сбросами неочищенных стоков. Однако для масштабирования таких инструментов на всю Великобританию необходима открытая публикация экологических данных всеми водными компаниями.