Непродуманное использование дорожной соли угрожает мировым запасам воды
Исследование, проведенное Университетом Мэриленда, предупреждает, что побочные эффекты применения дорожных солей требуют корректировки для того, чтобы избежать загрязнения природных ресурсов.
Дорожная соль – это то средство, которое люди часто используют для того, чтобы зимой растопить снег и лед на дорогах и тротуарах. Она является важным инструментом обеспечения безопасности для нас, потому что каждый год тысячи людей умирают или получают травмы в результате несчастных случаев, связанных с погодными условиями. Но новое исследование, проведенное Сужаем Каушалом из Университета Мэриленда США, предупреждает, что появление соли в окружающей среде - будь то для защиты от обледенения дорог, удобрения сельскохозяйственных угодий или для других целей, приводит к образованию токсичных химических коктейлей, которые создают серьезную и растущую глобальную угрозу для окружающей среды, нашим запасам пресной воды и здоровью человека.
Предыдущие исследования Каушала и его команды показали, что при добавлении такой соли в окружающую среду происходит ее взаимодействие с почвами и инфраструктурой. При этом выделяется смесь металлов, растворенных твердых веществ и радиоактивных частиц. Каушал и его команда исследователей назвали эти побочные эффекты солей «синдромом пресноводного засоления», который может отравлять питьевую воду и оказывать негативное воздействие на здоровье человека, сельское хозяйство, инфраструктуру, дикую природу и стабильность экосистем.
Новое исследование Каушала — это первый всесторонний анализ сложных и взаимосвязанных эффектов, вызванных синдромом засоления пресной воды, и их влияния на здоровье человека. Эта работа предполагает, что мировые запасы пресной воды могут столкнуться с серьезными угрозами на местном, региональном и глобальном уровнях, если не будет скоординирован подход к управлению и регулированию распространением этой соли. Исследование призывает регулирующие органы власти подходить к применению солей с таким же уровнем ответственности, как к кислотным дождям, потере биоразнообразия и другим серьезным экологическим проблемам. Результаты исследования были опубликованы 12 апреля 2021 года в журнале “Biogeochemistry” (Нидерланды).
«Раньше мы думали, что использование солей не представляет особой проблемы», - говорит Каушал, профессор Кафедры Геологии и Междисциплинарного Центра Наук о Земле Университета Мэриленда. «Мы думали, что при применении солей на дорогах зимой, они со временем будут смываться, но оказалось, что соль не смывается, а накапливается. Теперь мы изучаем как риски острого воздействия этих химических коктейлей, так и их долгосрочные риски для здоровья, окружающей среды и инфраструктуры. Возникновение этих отравляющих коктейлей является результатом добавления солей в окружающую среду. «Соли становятся одной из самых серьезных угроз для наших запасов пресной воды. И это происходит во многих местах в Соединенных Штатах и по всему миру, везде куда не посмотришь» - продолжает Каушал.
Когда Каушал и его команда сравнили исследуемые данные и проанализировали результаты наблюдения станций мониторинга пресной воды по всему миру, то они обнаружили общее увеличение концентраций хлоридов в глобальном масштабе. Хлорид является общим элементом во многих различных типах солей, таких как хлорид натрия (поваренная соль) и хлорид кальция (обычно используется для дорожной соли). Изучив данные по целевым регионам, они также обнаружили тенденцию к увеличению солености в разных местах. Это река Пассаик на севере Нью-Джерси и более чем 100-мильный участок реки Потомак, который снабжает питьевой водой Вашингтон, округ Колумбия. Эта тенденция к увеличению наблюдается уже на протяжении тридцати лет.
Основным источником соли, связанной с деятельностью человека, в таких регионах, как северо-восток США, являются не только дорожные соли, но и другие источники, включающие утечки и сбросы сточных вод, смягчители воды, сельскохозяйственные удобрения и рассолы для гидроразрыва пласта, обогащенные солями. Кроме того, к косвенным источникам перенасыщенности солями в пресной воде относятся дороги, мосты и здания, подверженные атмосферным воздействиям, которые часто содержат известняк, бетон или гипс, так как все они выделяют соль при разложении. Удобрения на основе аммония также могут приводить к выделению солей на городских лужайках и сельскохозяйственных полях. В некоторых прибрежных районах повышение уровня моря может быть еще одним источником вторжения соленой воды.
Исследование указывает на то, что выделяемые всеми этими источниками соли, вредят природной и искусственной среде. Они могут видоизменять микробы в почве и воде, и, поскольку микробы несут ответственность за разложение и пополнение питательных веществ в экосистеме, это видоизменение может привести к еще большим проблемам с выбросами солей, питательных веществ и тяжелых металлов в окружающую среду.
В искусственной среде соли могут разрушать дороги и инфраструктуру. Они также могут способствовать коррозии водопроводных труб, вызывая выброс тяжелых металлов в источники питьевой воды, как это произошло во Флинте, штат Мичиган.
«Я очень удивлен разрастающимся масштабом этих проблем», - говорит соавтор исследования Джин Э. Ликенс, почетный президент-основатель Института Экосистемных Исследований Кэри (США) и выдающийся профессор-исследователь Университета Коннектикута. «Повышенное засоление поверхностных вод становится серьезной экологической проблемой во многих местах мира», - добавляет он.
Разнообразие источников загрязнения и сложное взаимодействие между солью и окружающей средой еще плохо изучены, и каждое озеро, ручей и водоносный горизонт представляют собой свой набор проблем в этом вопросе. Исследование предполагает, что стратегии управления этим процессом должны оценивать выброс солей из разных источников на уровне водосборной экосистемы и. соответственно, расставлять приоритеты в урегулировании проблем.
Усовершенствования в используемых технологиях помогли немного улучшить ситуацию, но безопасных и эффективных альтернатив дорожным солям пока не существует. Каушал надеется, что урегулирование, новые технологии и скоординированный подход к управлению этой сложной проблемой смогут снизить потенциальные угрозы синдрома засоления пресной воды в широком масштабе.
«Мы значительно продвинулись в вопросах изучения кислотных дождей и качества воздуха, и мы также пытаемся решить проблему изменения климата. Нам нужны лучшее понимание негативных последствий добавления солей в атмосферу и свод новых правил, основанных на этом понимании. Это сможет позволить нам предотвратить действительно сложное будущее потери запасов пресной воды ".
В дальнейшем в исследовании подчеркивается важность увеличения усилий по мониторингу воды и использования современных сенсорных технологий для сбора непрерывных данных по этому вопросу. Данные высокочастотных датчиков позволяют ученым и менеджерам обнаруживать пики загрязнения солями и следить за расходом воды, предсказывать ее химический состав и накопление токсинов из-за синдрома засоления пресной воды.
Будем надеяться, что эти новые знания о негативном влиянии дорожной соли помогут ситуации с сохранением пресной воды и очищением от этого негативного воздействия окружающей среды.