Ny tilgang kan forbedre overvågningen af ​​forurenende stoffer i grundvandet

Et stort internationalt samarbejde, som inkluderede ANSTO, har fundet ud af, at en kombination af isotopiske og konventionelle teknikker kan skelne mellem flere kilder til forurenende stoffer, der påvirker grundvandet i komplekse miljøer.

Resultatet har givet et bedre middel til at karakterisere arten og timingen af, hvordan spildevand påvirker det underliggende grundvand, hvilket kan have betydelige konsekvenser for bedre overvågning, styring og afhjælpende foranstaltninger globalt.

I et blad udgivet i Vandforskning , efterforskerne ledet af professor Matthew Currell ved RMIT viste, at brugen af ​​rutineovervågning, stabile og radioaktive isotoper og forurenende stoffer, der giver anledning til bekymring (CEC'er), givet nøjagtige oplysninger til at identificere kilden til forurenende stoffer på et spildevandsbehandlingsanlæg beliggende i nærheden af ​​landbrugsjord i Victoria.

Miljøforsker Dr. Dioni Cendon, ekspert i grundvand og medforfatter, overvågede målinger af de stabile og radioaktive isotoper hos ANSTO til undersøgelsen og assisterede med fortolkningen af ​​alle data.

"Der er behov for robuste og følsomme teknikker, der klart kan skelne mellem forurening, der kan komme fra spildevandsspildevand og andre kilder, " sagde Cendon.

"Hvor der er mulig nutidig og gammel forurening fra flere punkter og komplekse hydrogeologiske forhold, brugen af ​​en enkelt grundvandssporer er muligvis ikke tilstrækkelig."

Ud over at validere tilgangen til at afgrænse kilder til forurening, dataene tydede på, at nuværende og tidligere rensningsanlæg havde en indvirkning på grundvandet ved siden af ​​og ned fra spildevandsbehandlingsanlægget, der ligger på en grund 100 kilometer syd for Melbourne.

Spildevandsbehandlingsanlægget er omgivet af landbrugsjord, der bruges til havebrug og husdyr, hvor der er en udstrakt brug af kunstgødning og vandingsanlæg. Vandingsanlæggene bruger både grundvand og genbrugsvand fra renseanlægget.

Undersøgelsen viste, at grundvandskvaliteten blev påvirket af spildevand og landbrugskilder.

Næringsstofmålinger af grundvandet tydede på forhøjede koncentrationer af nitrat og ammoniak, men var ikke i stand til at skelne mellem kilderne.

De radioaktive isotoperdata indikerede, at nylig lækage fungerede som et "genopladningsvindue" for grundvand, nedsivning af behandlet eller delvis renset spildevand til det underliggende grundvand.

Dette fund blev bekræftet af målinger ved hjælp af de stabile isotoper.

"Håndtering og behandling af spildevand og fast affald i anlæg rundt om i verden udgør store miljømæssige udfordringer, som omfatter forurenende påvirkninger af dyrebare grundvandskilder, som bliver vigtigere med klimaudfordringer, " sagde Cendon.

For nylig, tidligere forskning af Prof Currell og Ph.D. kandidat William McCance ved RMIT identificerede muligheden for at bruge 'contaminants of emerging concern' (CEC'er) som et værktøj til at identificere spildevandsforurening fra andre kilder.

Efter at have overvejet en række CEC'er fra lægemidler, produkter til personlig pleje, fødevareingredienser og herbicider, holdet valgte tre baseret på deres udvælgelseskriterier:carbamazepin
(en anti-konvulsiv medicin mod epilepsi), simazin (et herbicid) og sulfamethoxazol (et antibiotikum).

Forholdet mellem to forurenende stoffer, carbamazepin til simazin, antydede, at sammensætningen af ​​spildevandet havde ændret sig over tid, som kan være et resultat af infrastrukturopgraderinger på renseanlægget.

"Centraliserede spildevandsbehandlingsanlæg hjælper med at give sanitære levevilkår for mere end 5 milliarder mennesker, men dette kommer sammen med miljømæssige udfordringer. Enkel overvågning er ikke tilstrækkelig til at forstå potentielle påvirkninger. Brugen af ​​kombinerede teknikker, som bekræftet i denne undersøgelse, kunne hjælpe os med at bevare vigtige grundvandsressourcer og lokale miljøer, " sagde Cendon.