Северная Америка может испытать дефицит пресной воды из-за пресыщения солями и щелочами

Новое исследование показало ухудшение качества воды в реках и ручьях из-за удобрений, дорожных реагентов и горной промышленности

неверный url
Фото: pixabay/edwinp99

В ручьях и реках Северной Америки повышается концентрация солей из-за дорожных реагентов, удобрений и иных солесодержащих веществ, которые так или иначе попадают в водоемы. В то же время повышается щелочность пресноводных запасов. Об этом пишет портал Phys.org со ссылкой на анализ, опубликованный ранее в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Новое исследование, получившее название «Синдром засоления пресной воды», провел Мэрилендский университет в Колледж-Парке совместно с учеными из Института изучения экосистем Кэри (Researchers at the Cary Institute of Ecosystem Studies), Коннектикутского университета, Виргинского университета и Четэмского университета (Chatham Universitу). Исследователи впервые в масштабе континента оценили долгосрочные изменения содержания солей и концентрацию ионов водорода (рН, водородный показатель) в пресной воде. На основании данных с 232 участков мониторинга геологической службы США по всей стране в течение 50 лет было зарегистрировано повышение концентрации солей и щелочи.

«Многие люди думают, что если посыпать солью улицы, она просто смывается и не оставляет следа. Но она накапливается в почве, в грунтовых водах, и должны пройти десятилетия, чтобы она вымылась», — говорит профессор геологии Университета Мэриленда Суджай Каушаль (Sujay Kaushal).

По словам профессора, большинство исследований засоления пресных вод оценивали влияние на воду хлорида натрия — поваренной соли, которая есть в дорожных реагентах. Но с точки зрения химии, соль имеет более широкое определение. Оно включает любую комбинацию положительно и отрицательно заряженных ионов, которые диссоциируют в воде. Некоторые из наиболее распространенных положительных ионов, содержащихся в солях, включая натрий, кальций, магний и калий, могут оказывать разрушительное воздействие на пресную воду в высоких концентрациях.

Соляной коктейль

«Эти „коктейли“ солей могут быть более токсичными, чем одна соль, поскольку некоторые ионы могут замещать и высвобождать другие ионы из почв и пород, усугубляя проблему», — пояснил Каушаль.

Нынешний анализ одновременно учитывает влияние множества ионов соли на пресную воду в США и южной части Канады. Исследователи зафиксировали резкие химические изменения во многих крупных реках страны — Миссисипи, Гудзоне, Потомаке (Potomac), Ньюсе (Neuse) и других. Они снабжают питьевой водой ближайшие города и поселки, в том числе некоторые густонаселенные города вдоль восточного побережья. Анализ показал, что в 37% водосборных бассейнов значительно повысилась соленость. Щелочность, которую повышает не только соль, выросла на 90%.

"До сих пор мы не в полной мере оценивали роль, которую различные соли играют в изменении рН-баланса воды ручьев и рек. Содержание соли и щелочи являются фундаментальными аспектами химии воды, это основные факторы изменения свойств пресной воды«,- сказал соавтор исследования почетный президент Института изучения экосистем Кэри, профессор Коннектикутского университета Джин Лайкенс (Gene Likens).

Причины повышения концентрации солей в регионах варьируются в зависимости от конкретных условий. Например, в средней Атлантике и Новой Англии основной причиной стали дорожные реагенты, а на сельскохозяйственном Среднем Западе — удобрения. В других регионах на попадание солей в прилегающие водные пути влияют отходы горнодобывающей промышленности, выветривание бетона, горных пород и почв. На юго-западе, в пустынных районах, где концентрация солей исторически была высокой, исследователи напротив зафиксировали снижение ее концентрации. Это связано с изменениями в земле- и водопользовании, с усилиями государственных и местных органов власти по сокращению использования соли.

«Мы обнаружили, что рН-баланс в некоторых реках начал расти в 1950-х и 1960-х годах — за десятилетия до внедрения правил программы „Кислотные дожди“ (была направлена на снижение выбросов оксида серы, начала функционировать в 1995 году — прим. „+1“). Мы также наблюдали повышенные концентрации соли на юго-востоке, где не применяются дорожные соли. Это удивительные тенденции, это головоломка, над которой работала наша команда», — сказал профессор экологических наук Виргинского университета Майкл Пэйс (Michael Pace).

Возможные решения

Профессор Каушаль отметил, что уже есть стратегии борьбы с загрязнением солями пресных вод. В частности, есть исследования, доказывающее эффективность гранулированной соли для дорог — она дает тот же эффект при меньшем использовании реагента. Также помогает предварительная обработка дорог до начала сильных снегопадов.

«Не все соли одинаково эффективны для противогололедной обработки. Выбор правильных соляных соединений для определенных температурных условий способны более эффективно растопить снег и лед с меньшим количеством солей. Это может помочь решить проблему», — добавил Каушаль.

По словам исследователей, точный подбор количества удобрений в правильно выбранные сезоны может снизить вымывание солей в водоемы. В городах проблему могут решить более тщательные стратегии строительства вдалеке от водных путей и проектирования эффективных систем ливневых стоков. Авторы подчеркнули важность проверки и по необходимости замены старых, затронутых коррозией и появившимися микробными пленками, водопроводных труб по всей стране.

Ваш Email