Аэрофотосъемка и полевые исследования выявили источники загрязнения сточными водами, угрожающие коралловым рифам Западного Гавайи
Новое исследование Университета штата Аризона (ASU) раскрывает масштабы угрозы, которую загрязнение сточными водами представляет для хрупких экосистем коралловых рифов западной части острова Гавайи. Исследование точно определяет места, где загрязненная вода попадает в океан, нанося дополнительный ущерб рифам, уже страдающим от изменения климата, и подвергая опасности здоровье людей.
Исследователи из Центра глобальных открытий и охраны природы ASU использовали передовые методы аэрофотосъемки с борта Глобальной воздушной обсерватории ASU, а также комплексный полевой отбор проб и сложные статистические модели, чтобы определить места, где высокие уровни фекальных бактерий, связанных с заселенными прибрежными районами, приводят к усилению загрязнения. Исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Marine Science, предоставляет данные, необходимые властям и местным сообществам для смягчения этой угрозы.
«Тревожно, насколько много исследованных нами участков оказались загрязнены, но это неудивительно, если учесть, что по всему штату 55 миллионов галлонов сточных вод ежедневно попадают в грунт — большая часть в пределах нескольких сотен ярдов от побережья», — отметила ведущий автор исследования Келли Хондула.
Большая часть загрязненной воды попадает в океан через разгрузку подземных вод в море — грунтовые воды, которые стекают в океан непосредственно с суши. Вода просачивается через осадочные и пористые породы вдоль побережья, неся с собой загрязняющие вещества от десятков тысяч выгребных ям, протекающих септических систем и чрезмерно застроенных прибрежных районов.
Ключевые выводы
В 42% из 47 отобранных проб исследователи обнаружили повышенный уровень Enterococcus — ключевого фекального индикаторного бактериального загрязнения. Из них 23% проб превысили пороги риска для здоровья. Загрязнение четко связано с наличием локальных канализационных систем (в основном выгребных ям и септиков) и высокой плотностью застройки у береговой линии. Исследование подтверждает, что разгрузка подземных вод служит основным каналом, доставляющим загрязненные сточные воды непосредственно к наиболее уязвимым коралловым рифам.
«Результаты ясны. Большое количество выгребных ям и неисправных канализационных систем, а также объем застройки вдоль побережья с высокой вероятностью предсказывают, будет ли вода загрязнена», — подчеркнула Келли Хондула.
Район Южная Кона особенно уязвим из-за повышенной прибрежной застройки и пористой вулканической основы, которая позволяет сточным водам быстро перемещаться через подземные водоносные горизонты.
Решения и перспективы
Разработанная статистическая модель в масштабе ландшафта может прогнозировать вероятность бактериального загрязнения для каждого участка разгрузки подземных вод, нанесенного на карту вдоль побережья. Это поможет информировать лиц, принимающих решения.
«Полученные данные не только предоставляют тактическую информацию для государственных и общественных мер на суше, но и указывают, где вмешательство наиболее необходимо в рамках нашей программы восстановления рифов здесь, на Гавайях», — сказал старший автор исследования Грег Аснер.
Исследовательская группа предлагает комплексный подход, включающий замену выгребных ям современными системами очистки, целевое восстановление в наиболее критических зонах и внедрение новой «зеленой» инфраструктуры для снижения влияния застройки на качество грунтовых вод.