Новое исследование, опубликованное в журнале "Science of the Total Environment", раскрывает тревожную картину состояния водных ресурсов штата Кентукки. Под руководством Тиффани Мессер, заведующей кафедрой Фонда Гаттона в Мартин-Гаттон Колледже сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды (CAFE), ученые изучили водосборные бассейны по всему Кентукки, представляющие различные типы землепользования. Особую значимость исследованию придает тот факт, что 95% питьевой воды в Кентукки поступает из поверхностных источников.
В состав исследовательской группы вошли специалисты из Института исследования водных ресурсов Кентукки, Департамента лесного хозяйства и природных ресурсов Мартин-Гаттон CAFE, а также Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США при Университете Небраски-Линкольна.
Методология исследования включала два взаимодополняющих метода отбора проб. Первый метод предполагал ежемесячный отбор «моментальных» проб, дающих представление о состоянии воды в конкретный момент времени. Второй метод использовал интегративные пробоотборники полярных органических химических веществ (POCIS), которые погружались в воду на 30 дней. Исследование проводилось с марта по октябрь 2022 года, в течение которых было обнаружено 77 различных загрязняющих веществ. Данные анализировались совместно с измерениями потока, полученными на мониторинговых станциях Геологической службы США.
Результаты исследования показали, что различные регионы имеют уникальные «отпечатки» загрязнения в зависимости от типа землепользования. В городских районах преобладали химические вещества, связанные с уходом за газонами, товарами для домашних животных, сточными водами, а также кофеин и фармацевтические препараты. Сельскохозяйственные районы характеризовались повышенным содержанием гербицидов, используемых в земледелии. В регионах с развитой горнодобывающей промышленностью наблюдались повышенные уровни сульфатов, образующихся при дренаже шахт.
Особую тревогу вызывает тот факт, что пять обнаруженных загрязняющих веществ превысили допустимые нормы для пресноводных организмов. Исследование также выявило, что сильные дожди приводят к значительному увеличению стока загрязняющих веществ, особенно в сельскохозяйственных и городских районах. Наличие антибиотиков и рецептурных лекарств в пробах указывает на необходимость модернизации инфраструктуры очистки сточных вод.
В ответ на выявленные проблемы ученые разрабатывают природные, низкозатратные методы очистки, особое внимание уделяя искусственным водно-болотным угодьям. Предварительные результаты показывают, что хорошо спроектированные водно-болотные угодья могут эффективно удалять многие загрязняющие вещества. По результатам этого исследования готовятся к публикации еще две научные статьи.
Важной частью проекта стала образовательная инициатива "mesoWheels", направленная на вовлечение старшеклассников. Более 1000 учащихся из 15 школ по всему Кентукки приняли участие в программе, проводя в классах эксперименты, аналогичные исследованиям ученых. Программа поощряла изучение местных водотоков и формирование ответственного отношения к окружающей среде.
Результаты исследования имеют важное практическое значение для различных заинтересованных сторон: политиков, водоочистных сооружений, фермеров и рядовых граждан. Они предоставляют научную основу для принятия обоснованных решений по защите здоровья людей и экологической безопасности. Искусственные водно-болотные угодья представляются практичным и экономически эффективным решением для удаления загрязняющих веществ из водных ресурсов Кентукки.
Изображение носит иллюстративный характер
В состав исследовательской группы вошли специалисты из Института исследования водных ресурсов Кентукки, Департамента лесного хозяйства и природных ресурсов Мартин-Гаттон CAFE, а также Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США при Университете Небраски-Линкольна.
Методология исследования включала два взаимодополняющих метода отбора проб. Первый метод предполагал ежемесячный отбор «моментальных» проб, дающих представление о состоянии воды в конкретный момент времени. Второй метод использовал интегративные пробоотборники полярных органических химических веществ (POCIS), которые погружались в воду на 30 дней. Исследование проводилось с марта по октябрь 2022 года, в течение которых было обнаружено 77 различных загрязняющих веществ. Данные анализировались совместно с измерениями потока, полученными на мониторинговых станциях Геологической службы США.
Результаты исследования показали, что различные регионы имеют уникальные «отпечатки» загрязнения в зависимости от типа землепользования. В городских районах преобладали химические вещества, связанные с уходом за газонами, товарами для домашних животных, сточными водами, а также кофеин и фармацевтические препараты. Сельскохозяйственные районы характеризовались повышенным содержанием гербицидов, используемых в земледелии. В регионах с развитой горнодобывающей промышленностью наблюдались повышенные уровни сульфатов, образующихся при дренаже шахт.
Особую тревогу вызывает тот факт, что пять обнаруженных загрязняющих веществ превысили допустимые нормы для пресноводных организмов. Исследование также выявило, что сильные дожди приводят к значительному увеличению стока загрязняющих веществ, особенно в сельскохозяйственных и городских районах. Наличие антибиотиков и рецептурных лекарств в пробах указывает на необходимость модернизации инфраструктуры очистки сточных вод.
В ответ на выявленные проблемы ученые разрабатывают природные, низкозатратные методы очистки, особое внимание уделяя искусственным водно-болотным угодьям. Предварительные результаты показывают, что хорошо спроектированные водно-болотные угодья могут эффективно удалять многие загрязняющие вещества. По результатам этого исследования готовятся к публикации еще две научные статьи.
Важной частью проекта стала образовательная инициатива "mesoWheels", направленная на вовлечение старшеклассников. Более 1000 учащихся из 15 школ по всему Кентукки приняли участие в программе, проводя в классах эксперименты, аналогичные исследованиям ученых. Программа поощряла изучение местных водотоков и формирование ответственного отношения к окружающей среде.
Результаты исследования имеют важное практическое значение для различных заинтересованных сторон: политиков, водоочистных сооружений, фермеров и рядовых граждан. Они предоставляют научную основу для принятия обоснованных решений по защите здоровья людей и экологической безопасности. Искусственные водно-болотные угодья представляются практичным и экономически эффективным решением для удаления загрязняющих веществ из водных ресурсов Кентукки.
