Изотопы помогают отследить источники загрязнения городских водных ресурсов на Маврикии

Согласно предварительным результатам исследования, проведенного с использованием изотопных методов при поддержке МАГАТЭ, в число источников азотного загрязнения городских водных путей в окрестностях столицы Маврикия Порт-Луи могут входить сельскохозяйственная деятельность, незаконное удаление сточных вод и животноводство. Если некоторые соединения азота, такие как нитраты, накапливаются в чрезмерном количестве, то они могут попасть в городские водные пути и представлять опасность для людей и окружающей среды.

«Загрязнение нитратами является серьезной проблемой в стране, — говорит Янник Фанни, научный сотрудник Национальной экологической лаборатории в Порт-Луи — городе с населением около 200 тысяч человек, являющемся крупнейшим населенным пунктом острова и его экономическим центром. — Проведенное исследование было прорывным, и его предварительные результаты показывают, что загрязнение нитратами, вероятнее всего, происходит из-за навоза и септических отходов, а также из-за растворенных органических веществ в почве».

Азот является одним из основных удобрений и широко используется с середины XX века. Если его вносится слишком много, то он может попасть в реки и подземные воды, причем не только в составе сельскохозяйственных стоков, но и через канализационные системы, из загонов для откорма скота и в результате промышленной деятельности.

Нитраты — это соединения азота, являющиеся важнейшими питательными веществами для растений. В чрезмерных количествах нитраты представляют угрозу для здоровья населения, так как они могут ухудшать способность крови переносить кислород по всему организму. Также они могут вызывать цветение водорослей в озерах и реках, сокращая биоразнообразие и негативно сказываясь на способности водных экосистем поддерживать такие ценные сферы деятельности, как туризм и коммерческое рыболовство.

В 2016 году, после того как власти обнаружили нитратное загрязнение в окрестностях Порт-Луи, ученые начали сотрудничать с МАГАТЭ, чтобы использовать изотопные методы для определения происхождения этого загрязнения. Обнаруженные в ручьях и реках загрязнители поставили под угрозу охраняемые районы, такие как птичий заповедник в устье реки Тер-Руж. Пагубное цветение водорослей в океане приводило к гибели рыбы, на что жаловались местные рыбаки.

Такое загрязнение могло произойти по многочисленным причинам, связанным с ненадлежащими системами удаления бытовых сточных вод, неисправными септиками, промышленными стоками, животноводством и сельскохозяйственной деятельностью. Знание того, кто или что является причиной загрязнения нитратами, может помочь директивным органам принимать обоснованные меры по защите рек и подземных вод.

Выяснить происхождение нитратов в водных путях может быть сложно. «Традиционная химия даст ответ на то, насколько та или иная река загрязнена азотом, но не на то, каков источник этого загрязнения, — говорит изотопный гидролог МАГАТЭ Иоаннис Матиатос. — Такая информация может быть получена благодаря анализу изотопов азота».

Пользуясь технической помощью, ученые из Национальной экологической лаборатории собрали химические и изотопные данные из образцов, полученных на 14 речных станциях и в 15 водяных скважинах по всему городу, и выявили механизмы, влияющие на качество местной воды. При поддержке по линии программы технического сотрудничества МАГАТЭ, которая предусматривала визиты экспертов, подготовку кадров и предоставление оборудования, они взяли пробы азотных соединений в водных путях Порт-Луи и провели их анализ. При изучении изотопного состава молекул воды они использовали метод анализа уникальных «следов» нитратов в этих молекулах.

Традиционная химия даст ответ на то, насколько та или иная река загрязнена азотом, но не на то, каков источник этого загрязнения. Такая информация может быть получена благодаря анализу изотопов азота.