Вы когда-нибудь задумывались, что может быть в вашей питьевой воде?
| Эбигейл Уильямс
Вклад студента в блог REU.
В мире, где воды кажется так много, постоянного доступа к питьевой пресной воде на удивление мало — настолько, что Всемирный экономический форум относит непостоянный доступ к пресной воде к пятерке основных рисков, с которыми сталкиваются люди во всем мире (Global Risks). Отчет, 2020). Опасения по поводу пресной воды, от засухи до загрязнения, затрагивают многие сообщества.
Источником загрязнения пресной воды, о котором часто забывают, является дорожная соль — популярный антиобледенитель, который обеспечивает безопасность зимних дорог, но накапливается в экосистемах десятилетиями, где оказывает вредное воздействие. С начала 1970-х годов ученые изучают влияние дорожной соли на здоровье человека, окружающую среду и другие организмы, чтобы попытаться понять полное влияние этой зимней необходимости.
Было обнаружено, что в одном пригороде за пределами Бостона загрязнение грунтовых вод дорожной солью привело к тому, что концентрация соли в питьевой воде превысила уровни, рекомендованные Американской кардиологической ассоциацией для людей, соблюдающих диету с ограничением соли (Huling and Hollocher, 19).72).
Сбор и анализ проб воды из десяти колодцев в округе Патрик, штат Вирджиния.
Другое исследование показало, что сильное засоление дорог вокруг залива Айрондекуаит в Рочестере, штат Нью-Йорк, помешало заливу завершить вертикальное перемешивание – сезонный процесс, влияющий на распространение кислорода в толще воды (Bubeck et al., 1971). Более недавнее исследование показало, что повышенная концентрация соли в пресноводных водоемах может вызывать смену пола у некоторых водных видов, таких как лесные лягушки (Lambert et al., 2017).
Чтобы защитить людей и окружающую среду, важно полностью понимать, как дорожная соль проникает и накапливается в грунтовых водах, а также в полной мере ее воздействия.
Этим летом моя работа была посвящена влиянию дорожной соли на грунтовые воды в частных колодцах, которые люди используют для питья. Часть моего исследования заключалась в организации и анализе отчетов частных колодцев из округа Датчесс, штат Нью-Йорк, района, где каждый год наблюдается сильное засоление дорог. Эти отчеты из поселков Ист-Фишкилл, Фишкилл и Ваппингер были собраны с 2007 года по настоящее время. Отчеты делались каждый раз, когда продавался дом, и публиковались в виде публичных записей на веб-сайте муниципалитетов округа Датчесс. На основе этих отчетов я нанес на карту очаги концентрации хлоридов во всех изученных поселках.
Второй частью моего исследования был анализ временных рядов 10 частных колодцев недалеко от моего дома в округе Патрик, штат Вирджиния. Первоначально эти образцы собирались взять из жилых домов в округе Датчесс, штат Нью-Йорк, но из-за пандемии поездка была невозможна.
Из 10 колодцев, которые я брал еженедельно в течение семи недель, я позволял воде течь либо из наружного крана, либо из кухонного крана в течение пяти минут.
Это гарантировало, что мой образец был взят прямо из грунтовых вод, а не из воды, которая находилась в трубах. Очищенная вода, прошедшая через систему умягчения или находившаяся в трубах в течение длительного периода времени, может быть загрязнена дополнительными ионами, которые не характерны для грунтовых вод.
После того, как я собрал около 500 мл воды, я проверил проводимость с помощью датчика проводимости. Проводимость является мерой содержания ионов и представляет собой способность проводить электричество. Примеры ионов включают хлорид, железо, магний и кальций. Многие из них естественным образом находятся в почве. Дорожная соль в первую очередь влияет на концентрацию хлоридов, которая связана с концентрацией натрия. По этим показаниям электропроводности я смог определить, менялась ли ионная активность подземных вод от недели к неделе. Из-за прямой зависимости между хлоридами и электропроводностью я смог сделать выводы о том, как концентрация хлоридов менялась в колодезной воде в течение лета.
Почему это важно? Предыдущее исследование показало, что в округе Датчесс, штат Нью-Йорк — регионе, характеризующемся лиственными лесами с большим количеством лиственных зеленых деревьев, таких как округ Патрик, штат Вирджиния, — средняя концентрация хлоридов в ручьях летом увеличивается (Kelly et al., 2019). Это связано с тем, что летом деревья требуют много воды. Недостаточно воды из-за осадков, чтобы снабжать деревья и ручьи. Грунтовые воды составляют разницу, и она также уменьшается с течением лета. По мере того, как уровень грунтовых вод снижается, это может уменьшить растворение ионов в воде, повышая концентрацию минералов и ионов, таких как хлориды. Зимой деревья спят и не имеют листьев, поэтому не нуждаются в воде. В результате в зимнее время уровень грунтовых вод обычно не истощается, ионы более разбавлены, а средние концентрации хлоридов ниже.
Не проводилось много исследований того, ведут ли себя более глубокие подземные воды, используемые для колодцев, аналогично карманам подземных вод, расположенным ближе к поверхности.
Если сезонные колебания концентрации соли происходят в более глубоких хранилищах подземных вод, таких как те, которые используются для частных колодцев, это может быть опасно для людей, придерживающихся диеты с ограничением соли, которые могут неосознанно потреблять воду, которая может нанести вред их здоровью. Понимание этих тенденций может помочь улучшить стратегии управления солью и в долгосрочной перспективе предотвратить потенциальные риски для здоровья.
В дополнение к моим показаниям электропроводности я отправил свои образцы в Институт Кэри для анализа хлоридов, чтобы знать точную концентрацию хлоридов в каждом образце и точно видеть, как они менялись в течение лета.
Работать этим летом в Институте исследований экосистем Кэри было потрясающе. В институте царит семейная атмосфера, так как все сотрудники поощряют и вкладывают средства в наше обучение и успех. Мои наставники были действительно замечательными, помогая мне с моим исследовательским проектом.
Когда впервые было объявлено, что программа будет вестись практически из наших домов, и мы не поедем в Нью-Йорк, я испытал одновременно облегчение и скептицизм. С облегчением от того, что я смогу остаться со своей семьей в это трудное время, но скептически отношусь к тому, на что будет похоже исследование.
Пушистые лаборанты станут отличными компаньонами для работы на дому.
Я с гордостью могу сказать, что, несмотря на то, что я нахожусь в более чем 600 милях от Института, я чувствую, что создал сеть дружеских отношений как с преподавателями, так и с другими студентами REU, которые будут поддерживать меня на протяжении всей моей научной карьеры. Каждое утро программы я просыпался, брал чашку кофе и использовал возможность стать частью программы, посвященной научным открытиям и основанной на работе с общественностью. Я не мог бы и мечтать о более полноценном способе провести лето.
Ссылки
Bubeck, R.C., et al. «Сток противогололедной соли: влияние на залив Айрондекуаит, Рочестер, Нью-Йорк».
Наука, том. 172, нет. 3988, 1971, стр. 1128–1132., doi: 10.1126/science.172.3988.1128.
Huling, E.E., and T.C. Hollocher. «Загрязнение подземных вод дорожной солью: устойчивые концентрации в центрально-восточном штате Массачусетс». Наука, том. 176, нет. 4032, 1972, стр. 288–290., doi:10.1126/science.176.4032.288.
Келли, Виктория Р. и др. «Сезонная и долгосрочная динамика концентраций хлорида натрия в речной воде и эффективность передовых методов управления дорожной солью». Вода, воздух и усилители; Загрязнение почвы, том. 230, нет. 1, 2019, doi: 10.1007/s11270-018-4060-2.
Ламберт, Макс Р. и др. «Интерактивное влияние дорожной соли и опавших листьев на соотношение полов лесной лягушки и диморфизм половых размеров». Канадский журнал рыболовства и водных наук, том. 74, нет. 2, 2017, стр. 141–146., doi: 10.1139/cjfas-2016-0324.
Всемирный экономический форум. (2020). Отчет о глобальных рисках за 2020 год. Получено с сайта
https://www.weforum.org/reports/the-global-risks-report-2020.
Эбигейл Уильямс, , студентка Салемского колледжа, участвовала в программе Института Кэри 2020 года «Исследовательский опыт для студентов» (REU).
Этим летом Эбигейл работала с руководителем программы мониторинга окружающей среды Кэри Вики Келли и руководителем программы бакалавриата Кэри и специалистом по исследованиям Кевином Бурджио, чтобы изучить воздействие дорожной соли на грунтовые воды, используемые для питья в округе Датчесс, штат Нью-Йорк, и округе Патрик, штат Вирджиния,
.
Почему вам, вероятно, никогда больше не следует пить бутилированную воду
Производство бутилированной воды настолько расточительно, насколько это возможно. Эта миллиардная индустрия берет то, что по сути бесплатно по всему миру, упаковывает это и продает с прибылью. И становится хуже.
«Нестле» — та же компания, которая производит вкуснейшее печенье «Толл Хаус», — в мае решила открыть новый завод посреди засушливой пустыни в Аризоне.
Это решение вызвало множество опасений и вопросов, самый очевидный из которых: «Как они могут разливать воду по бутылкам в пустыне?»
Многие из заинтересованных групп являются экологическими активистами. Nestle уже сталкивается с негативной реакцией со стороны групп, недовольных тем, что они разливают воду по бутылкам в горах Сан-Бернардино, а группа в Орегоне проголосовала за меры по борьбе с розливом по предложенным мерам по борьбе с розливом.
Кроме того, на сайте Change.org была запущена петиция, в которой компания Nestlé Waters называлась «безответственной и неустойчивой», указывая на то, что Аризона официально страдает от засухи уже 17 лет.
Тысячи людей подписали петиции против завода по производству бутилированной воды @Nestle в #Phoenix#BanTheBottlehttps://t.co/MHs043umrG
— The Big Mouth (@BigMouthFilter) 7 июня 2016 г.
Городские власти пришли к выводу, что воды будет достаточно как для Pure Life, так и для городского водопровода, но экологи (и граждане мира) в этом не убеждены.
Производство бутилированной воды вредно для окружающей среды. Почти 80 процентов пластиковых бутылок с водой просто выбрасываются на свалку, ежегодно образуя 2 миллиона тонн отходов из пластиковых бутылок. Вот 10 вещей, которые вы, возможно, не знали об индустрии бутилированной воды.
Первая бутилированная вода была продана в Бостоне, штат Массачусетс, в 1760-х годах. Минеральная вода разливалась по бутылкам и продавалась курортом для лечебных целей.
Впервые продажи бутилированной воды превысят продажи газированных напитков в США.
Мировое потребление бутилированной воды ежегодно увеличивается на 10 процентов. Самый медленный рост наблюдается в Европе, а самый быстрый – в Северной Америке.
Энергии, которую мы тратим на розлив воды в бутылки, хватило бы для питания 190 000 домов.
Food & Water Watch сообщает, что более половины бутилированной воды поступает из-под крана.
