Используя данные за пять десятилетий о речных водах, полученные с 232 участков мониторинга Геологической службы США, исследователи обнаружили, что 37 процентов водосборной площади прилегающей территории США испытали значительное увеличение солености с одновременным увеличением подщелачивания на 90 процентов.Ионы соли, сами по себе вредные, повышают pH пресной воды, делая ее более щелочной. Обе эти переменные влияют на качество воды и могут влиять на устойчивость трубопроводов и другой инфраструктуры водоснабжения. Например, когда Флинт, штат Мичиган, переключил свой основной источник воды на реку Флинт в 2014 году, высокая солевая нагрузка реки вызвала выщелачивание воды из водопроводных труб, что привело к хорошо задокументированному кризису водоснабжения в этом городе.
Соавтор Джин Э. Ликенс, почетный президент Института экосистемных исследований Кэри и заслуженный профессор-исследователь в Университете Коннектикута, Сторрс объясняет: «Долгосрочный мониторинг жизненно важен для понимания давления, с которым сталкиваются пресноводные ресурсы нашей страны из-за увеличения количества солей. , и для руководства стратегиями, которые защищают питьевую воду. Очевидными виновниками являются дорожная соль, ирригационные стоки и сточные воды. Но также и кислотные дожди, которые могут выделять щелочные соли, нарушающие химическую целостность пресных вод ».
Резкие химические изменения были зарегистрированы во многих основных водных путях страны, включая реки Гудзон, Потомак, Нойз, Миссисипи и Чаттахучи. Многие из этих рек снабжают питьевой водой близлежащие города и поселки, в том числе некоторые из наиболее густонаселенных городских центров Восточного побережья.
Ведущий автор Суджай Каушал из Университета Мэриленда отмечает: «Мы придумали название« Синдром засоления пресной воды », потому что поняли, что это совокупность эффектов, влияющих на качество воды, с множеством различных ионов соли, связанных друг с другом. Мы не знали этого раньше. "Источники повышенного содержания соли в водных путях варьируются в зависимости от региона.
На северо-востоке основной причиной является хлорид натрия, используемый для содержания дорог зимой. На Среднем Западе основной вклад вносят удобрения, особенно с высоким содержанием калия. В других регионах горнодобывающие отходы и выветривание бетона, горных пород и почв выделяют соли кальция и магния в близлежащие водные пути.
Каушал отмечает: «Многие люди предполагают, что когда вы наносите соль на ландшафт, она просто смывается и исчезает. Но соль накапливается в почве и грунтовых водах, и на ее вымывание требуются десятилетия».Анализ, который имеет значение для стратегии управления пресноводными ресурсами и регулирования солей, является первым документом, в котором задокументирована связь между повышенным засолением и ощелачиванием в континентальном масштабе.
Это также важное напоминание о том, что при сочетании различных солевых соединений их вредное воздействие может усиливаться.«До сих пор мы не в полной мере осознавали роль, которую различные соли играют в изменении pH водотоков и рек нашей страны», — сказал Ликенс. «Содержание соли и pH — фундаментальные аспекты химического состава воды, поэтому это основные изменения свойств пресной воды».
«Это исследование демонстрирует ценность долгосрочных данных для выявления потенциальных угроз ценным пресноводным ресурсам», — говорит Джон Шейд, директор программы долгосрочных экологических исследований Национального научного фонда. «Без таких долгосрочных усилий такое широко распространенное и значительное ухудшение качества воды в результате деятельности человека осталось бы неизвестным. Теперь, когда мы знаем, что это происходит, мы можем начать выяснять причины и разрабатывать стратегии по смягчению потенциальных последствий для здоровья населения».Некоторые стратегии борьбы с загрязнением дорожной солью уже существуют, как указано в отчете Cary Institute «Дорожная соль: движение к решению».
Они включают в себя предварительное смачивание соли, позволяющее ей прилипать к дорогам, использование рассола для предотвращения образования льда на дорожных покрытиях, снижение содержания соли в песке, а также использование датчиков дорожного покрытия и систем информации о погоде для управления внесением соли.«Кроме того, не все соли созданы одинаково с точки зрения их способности таять лед при определенных температурах», — добавил Каушал. «Выбор правильных солевых соединений для правильных условий может помочь растопить снег и лед более эффективно с меньшим количеством соли, что в значительной степени поможет решить проблему».Команда также отмечает, что стратегии городского развития — в первую очередь застройка вдали от водных путей и проектирование более эффективных систем ливневой канализации — могут уменьшить количество смываемой соли с обветренного бетона.
Они также рекомендуют контролировать и заменять стареющие трубы для питьевой воды, подвергшиеся воздействию коррозии, накипи или накопления минеральных отложений и микробных пленок.Ликенс объясняет: «В США многие полагаются на лоскутное одеяло из стареющих труб, чтобы подавать питьевую воду в свои дома. Свинец в трубах, припое и соединениях — не редкость, особенно в наших старых городах.
Эти трубы уязвимы для более соленых, более щелочная вода, которая может выделять токсичные металлы, такие как свинец, и другие загрязнители ».«Все тенденции, которые мы наблюдаем в данных, говорят о том, что нам необходимо рассмотреть вопрос о солевом загрязнении и начать серьезно к нему относиться», — сказал Каушал. «Агентство по охране окружающей среды не регулирует использование солей в качестве основных загрязнителей питьевой воды на федеральном уровне, и существует непоследовательность в управлении солевым загрязнением на местном уровне. Эти факторы необходимо учитывать сообществам, чтобы обеспечить безопасную воду для будущих поколений».