Исследования Геологической службы США (USGS) показывают тревожное увеличение засоленности грунтовых вод по всей территории Соединенных Штатов, связанное с засолением дорог и ирригацией. Это представляет угрозу для водной жизни, инфраструктуры и здоровья человека из-за таких элементов, как радий. На протяжении более трех десятилетий ученые Геологической службы США (USGS) отслеживали качество подземных вод в колодцах по всей территории Соединенных Штатов. Их работа сосредоточена на обнаружении потенциально вредных химических веществ или веществ, которые могут негативно повлиять на экосистемы или здоровье человека.
Всего экипаж измерил до 500 химических соединений, включая основные ионы, металлы, пестициды, летучие органические соединения, удобрения и радионуклиды.
В этих составах наблюдается значительное увеличение содержания ионов Na и Cl, а также растворенных твердых веществ, что связано с соленостью. Детали и тенденции, обнаруженные в этом многолетнем исследовании, были недавно представлены на конференции Геологического общества Америки «GSAConnects2023».
Это исследование, которое теперь является частью Национальной сети качества воды, является продолжением работы, начатой в 1992 году в рамках Национального проекта оценки качества воды. «Первоначальная цель состояла в том, чтобы оценить качество воды по всей стране, включая грунтовые и поверхностные воды и экологическое состояние», — сказал гидролог Геологической службы США Брюс Линдси. «Со временем они сосредоточились на определенных компонентах, которые могут иметь долгосрочные вредные последствия».
Исследователи отобрали скважины в трех различных типах сетей: жилых, городских и сельскохозяйственных районах. Бытовые колодцы или частные колодцы, не регулируемые Агентством по охране окружающей среды или местными муниципалитетами, представляют собой водоносные горизонты средней глубины и питьевую воду. Колодцы в городских и сельскохозяйственных районах мельче, обычно от 30 до 50 футов в глубину. «Цель отбора проб из этих скважин — понять условия и тенденции на самых мелких уровнях воды», — объясняет Линдси. Эти неглубокие колодцы являются, так сказать, «сигнализаторами возможных изменений в глубинах водоносного горизонта».
Команда выявила 82 сети водоснабжения, каждая из которых имеет от 20 до 30 колодцев, и выявила 28 вызывающих беспокойство компонентов, которые необходимо отслеживать. Пробы воды отбираются каждые 10 лет для отслеживания изменений химических концентраций. Этот состав и результаты отбора проб можно увидеть на интерактивной карте подземных вод Геологической службы США, которая показывает изменения за десятилетие.
Повышенная соленость и ее последствия
«Если мы посмотрим на 28 ингредиентов во всех 82 сетях, количество растворенных твердых веществ, хлоридов и натрия статистически увеличивается чаще, чем других ингредиентов в нашем списке», — сказал Линдси. «Если вы посмотрите на карту, вы сразу увидите закономерность. Особенно в пригородных районах, где погода холоднее и на дорогах много соли. Мы получили данные о засаливании дорог и обнаружили корреляцию между увеличением содержания хлоридов, натрия и растворенных твердых веществ и скоростью засаливания дорог».
Но уровни Cl, Na и растворенных твердых веществ также увеличились и в другой области: засушливых регионах Соединенных Штатов, особенно на юго-западе. Засоленность почвы в этих районах уже высока, но ирригация усугубляет проблему.
«Когда вы орошаете сельское хозяйство в засушливых районах, происходит сильное испарение», — объясняет Линдси. «Поэтому, если оросительная вода имеет относительно низкую соленость, но большая ее часть испаряется, [уровень солености] может стать очень высоким».
воздействие на окружающую среду и здоровье
Повышение уровня Na, Cl и растворенных твердых веществ может привести к множеству проблем, первая из которых связана с экологией. Многие ручьи питаются из грунтовых вод, а более высокие концентрации хлора в воде могут нарушить естественный баланс образа жизни водных животных. «Для развития [роста уровня] может потребоваться 20, 30 или 40 лет… а это означает, что, если произойдут изменения в управлении источниками солености, восстановление может занять столько же времени», — сказал Линдсей.
Растворенные ионы соли также могут создавать проблемы для инфраструктуры. Коррозионная активность также становится проблемой по мере увеличения солености грунтовых вод. Коррозионные грунтовые воды, если их не лечить, могут растворить свинец и другие металлы в трубах и других компонентах сантехники вашего дома.
Наконец, Линдсей и его коллеги также выявили уникальную проблему, связанную с повышением солености, имеющую последствия для здоровья человека. В песчаном водоносном горизонте на юге Нью-Джерси они обнаружили, что вода с низким pH, смешанная с грунтовыми водами с высокой соленостью, создает больше соли.