Forskere sporer grundvandsudledninger til saltdamme

Bevægelsen af ​​grundvand i grundvandsmagasiner dybt under overfladen medfører ofte en række forurenende stoffer, der kan spores til utætte septiske systemer, beskadiget underjordisk infrastruktur, overdreven gødningsforbrug og anden arealanvendelse. Men hvor grundvandet og de forurenende stoffer ender er ofte uvist.

Brug af en drone med et infrarødt termisk billedkamera, et hold forskere fra University of Rhode Island ledet af ph.d.-studerende Kyle Young har sporet noget af det til Ocean State's kystdamme.

"Vi søger at kvantificere mængden af ​​næringsstoffer, der bringes ind i vores flodmundinger, og hvad der sker med disse næringsstoffer, "sagde Young, en kystvagthelikopterpilot og fysiklærer ved kystvagtakademiet på orlov for at opnå sin doktorgrad. "Nøglenæringsstoffet er nitrat. I små mængder, nitrat er en god ting, men i større mængder kan det være nedbrydende for økosystemet."

Young og hans rådgiver, URI lektor Soni Pradhanang, søge at kvantificere udledningen af ​​grundvand til saltdammene som led i en analyse af det, de kalder et "vandbudget" eller en opgørelse af alt det vand, der løber ind og ud af området.

"Vi kender mængden af ​​nedbør, der falder, vi kan kvantificere, hvor meget afstrømning der går til vandløb, men en ting, der ikke er let at kvantificere direkte, er grundvandsstrømmen, " sagde Pradhanang. "Vi ved ikke, hvor meget vand der går fra grundvandsmagasinerne ind i andre vandområder."

Da grundvandets temperatur er køligere end saltdammene i sensommeren, en drone, der er udstyret med et infrarødt termisk billedkamera, kan registrere en vandstrøm af køligt vand i dammen, der sandsynligvis er en udledning af grundvand. Og det er præcis, hvad Young og Pradhanang Labs kandidatstuderende Jeeban Panthi og bacheloren Janelle Kmetz har fundet ved Green Hill og Ninigret-damme.

De fløj deres $10, 000 drone på 400 fod over miles af salt dam kystlinje og fangede flere infrarøde billeder, der viser betydelige kølige zoner, der tyder på, at grundvand kommer ind i dammen fra bunden. Fordi grundvand er ferskvand og mindre tæt end saltvandet i dammene, det stiger til overfladen, leverer et klart signal til det infrarøde kamera.

"Bare fordi vi ikke ser faner i nogle områder, betyder det ikke, at der ikke er grundvandsudledning der, også, " bemærkede Young. "Der kan være en for lille ferskvandskomponent til at den kan vises i den termiske signatur, eller det er måske ikke køligt nok sammenlignet med det omgivende vand. Men én ting, vi kan sige om de faner, vi fandt, er, at de har rigeligt med ferskvand, betegner farvande, der kom fra den terrestriske zone."

Hvad det betyder for kystdammenes sundhed er usikkert. Udledninger som dem, forskerne fandt, har sandsynligvis stået på i mange år, og grundvandet indeholder ikke altid forurenende stoffer. Men at identificere deres placeringer kan være nyttigt til at spore bevægelsen af ​​terrestriske forurenende stoffer ind i dammene i fremtiden.

Opdagelsen har også konsekvenser i forbindelse med klimaforandringer. Ifølge Pradhanang, grundvandet påvirker saltholdigheden og pH i damvandet, som er afgørende for mange vandaktiviteter som akvakultur, samt til de planter og dyr, der lever i dammene.

Hvis stormfloder forekommer hyppigere, som forudsagt med klimaændringer, de kan påvirke mængden af ​​grundvand, der trænger ind i vandområderne, ændrer miljøforholdene og påvirker dyrelivet, der lever der, negativt. "Det kan have konsekvenser på økosystemniveau, " sagde Pradhanang.

Nu hvor faneplaceringerne er blevet identificeret, Young fortsætter sine droneflyvninger for at se, hvordan vejret og tidevandet påvirker fanerne.

"At flyve meget følsomt udstyr på et fly er forskning med høj indsats, " sagde han. "Det næste skridt er at kvantificere, hvordan udledningen ændrer sig over tid. Men indtil videre er det rart, at vi har været i stand til at identificere steder med mulige forureningsbidrag til dammene."

Når Young vender tilbage til Coast Guard Academy næste år, Pradhanang håber, at fremtidige studerende vil tage projektet op for at identificere grundvandsudledningssteder og mængder til andre saltdamme, kyst- og ferskvandsforekomster, Narragansett Bay, og andre steder i regionen.