خاک، برخی آلاینده‌ها را قبل از رسیدن به آب‌های زیر زمینی تصفیه می‌کند

درباره ارتباط آلاینده‌های موجود در اکوسیستم‌های آبی و آب‌های زیر زمینی، ابهامات فراوانی وجود داشت؛ در مطالعه تازه‌ای که بر روی مسیر ورود مواد دارویی و محصولات بهداشتی به آب‌های زیرزمینی انجام پذیرفت، حقایق تازه‌ای درباره انتقال مواد شیمیایی به آب‌های زیر زمینی و نقش موثر خاک در تصفیه این مواد، مشخص شد.

به گزارش ایانا از ساینس دیلی ، دانشگاه پن استیت جایی مناسب برای بررسی جریان مواد شیمیایی از فاضلاب‌ها به آب‌های زیر زمینی است زیرا این دانشگاه تمام فاضلاب تصفیه شده خود را صرف آبیاری 600 هکتار زمین کشاورزی و زمین‌های درختکاری شده کرده است؛ این زمین‌ها از اوایل دهه 1980 به فیلتر زنده معروف شده است.

درباره نحوه ورود آلاینده‌های شیمیایی به اکوسیستم‌های آبی و آب‌های زیرزمینی تردیدهای بسیاری وجود داشت؛ به گفته محققان در کالج علوم کشاورزی دانشگاه پن استیت، مطالعه‌ای که اخیرا بر روی مواد دارویی و بهداشتی انجام شد، درباره چگونگی انتقال مواد شیمیایی به آب‌های زیر زمینی نکات تازه‌ای را آشکار کرد.

محققان در این تحقیق که در مرکز تصفیه فاضلاب و زمین‌های معروف به فیلتر زنده دانشگاه انجام شد، مسیر هفت آلاینده وارد شده به آب: استامینوفن،آمپیسیلین، کافئین، ناپروکسن، افلوکساسین، سولفامتوکسازول و تریمتوپریم را ردیابی کردند.

هدف این مطالعه این بود که این مواد را از طریق مرکز تصفیه فاضلاب و در نهایت در چاه‌های موجود در فیلتر زنده ردیابی کنند تا کارآمدی این تصفیه‌خانه و توانایی خاک برای تصفیه بیشتر مواد آلاینده باقی مانده در آب تصفیه شده را بررسی کنند.

از اکتبر 2016 تا ماه مارس این سال، هفته‌ای یک بار به مدت 24 ساعت و پس از هر مرحله تصفیه، نمونه‌برداری انجام شد. نمونه‌ها به طور ماهانه از 14 چاه زیرزمینی در محل فیلتر زنده گرفته شد. به گفته هیثر گال، استاد مهندسی کشاورزی و علوم زیستی، یافته‌های این تحقیق بسیار مفید بود.

گال که نتایج این مطالعه را در نشست انجمن مهندسان کشاورزی و علوم زیستی آمریکا ارائه می‌داد، گفت: " این تحقیق از آن رو که تصویری لحظه به لحظه از عملکرد خاک به منزله یک فیلتر زیستی شیمیایی برای حذف برخی مواد شیمیایی به دست می‌داد در نوع خود منحصر به فرد بود " .

او می‌گوید: " دانشگاه پن استیت جایی مناسب برای بررسی جریان مواد شیمیایی از فاضلاب‌ها به آب‌های زیر زمینی بود زیرا این دانشگاه تمام فاضلاب تصفیه شده خود را صرف آبیاری 600 هکتار زمین کشاورزی و جنگلکاری شده کرده است که از اوایل دهه 1980 به فیلتر زنده معروف شده است؛ چاه‌های آب موجود به ما اجازه می‌دهد که غلظت مواد شیمیایی که در محدوده این سایت وارد آب‌های زیر زمینی شده‌اند را بررسی کنیم " .

گال توضیح می‌دهد که در مجموع، این مطالعه نشان داد که تصفیه‌خانه به‌طور موثری استامینوفن و کافئین را از آب حذف کرد و نشان داد تغییرات فصلی در میزان حذف آلاینده‌ها موثر است؛ همچنین غلظت آلاینده‌ها در آب‌های زیرزمینی بسیار کمتر از آب تصفیه شده بود که نشان می‌دهد خاک، به عنوان یک فیلتر بیوشیمیایی به طرز موثری عمل می‌کند.

به کانال ایانا در تلگرام بپیوندید

کار میدانی که به سرپرستی بریتانی آیرس دانشجوی دانشگاه پن استیت انجام شد، در شرایط آب و هوایی مختلفی صورت گرفت که بر عملکرد تصفیه‌خانه در تصفیه مواد شیمیایی تاثیرگذار بود. به نظر می‌رسد، میکروب‌هایی که در فرآیند تصفیه، آلاینده‌ها را تجزیه و حذف می‌کردند، در شرایط سرد زمستانی به طور موثری عمل نمی‌کردند. ظاهرا دمای پایین، بر توانایی خاک در فیلتر کردن آلاینده‌ها تاثیری نداشته است اما بارندگی شدید و ذوب شدن برف‌ها قابلیت حذف این مواد را کاهش داد یعنی پس از این رویدادها، غلظت بالاتری از مواد شیمیایی در چاه‌های آب مشاهده شد.

گال می‌گوید: " آنچه که در این پروژه جالب بود، این نمونه‌ها بودند که ابتدا در ماه‌های سرد سال گرفته شدند و ما اغلب کمتر شاهد مطالعات میدانی که در زمستان انجام شده باشد، هستیم. اما این اتفاق افتاد زیرا این پروژه بخشی از پایان نامه دانشجویان بود و در طی ترم بهاره انجام شد. بنابر این ما تاثیر شرایط سرد، یخبندان و گرم شدن هوا و نیز باران های سیل آسای طولانی مدت را هم مشاهده کردیم " .

مطالعه تاثیر مواد شیمیایی وارد شده به خاک بسیار مهم است زیرا مردم انواع مختلفی از مواد شیمیایی از جمله داروهای تجویز شده، داروهایی که خودشان از داروخانه می‌گیرند و نیز محصولات بهداشتی را در زندگی روزانه خود استفاده می‌کنند. مواد شیمیایی موجود در این محصولات به فاضلاب‌ها وار می‌شوند و تصفیه‌خانه‌ها آنها را به طور کامل تصفیه نمی‌کنند؛ این امر باعث می‌شود این مواد شیمیایی در آب‌های تصفیه شده باقی بمانند.

با آنکه این مواد جزء آلاینده‌های آب به شمار می‌روند، هنوز هیچ استانداردی در زمینه کیفیت آب برای این مواد تدوین نشده است. این مواد در آب‌های سطحی، آب‌های زیرزمینی، فاضلاب‌ها و حتی آب آشامیدنی هم یافت می‌شوند؛ اما تاثیرات دراز مدت آنها بر روی گونه‌های موجودات مانند آبزیان و نیز بر روی سلامت انسان بسیار ناشناخته است.

عموما تصور می‌شود که این مواد موقعی به محیط‌های آبی وارد می‌‎شوند که در مقیاس تجاری استفاده شوند اما تنها در دهه اخیر است که نگرانی‌ها درباره تاثیرات مواد دارویی در محیط‌های آبی افزایش یافته و تحقیقات زیست محیطی در سطح وسیعی انجام شده است.

پیشرفت‌ها در زمینه تکنولوژی و شیمی تحلیلی، محدودیت‌ها را کاهش داده و امکان کشف مواد شیمیایی در غلظت‌هایی به کوچکی چند واحد در میلیارد و چند واحد در تریلیون را فراهم کرده است. همچنین می‌دانیم که غلظت‌های پایین، بر ماهی‌ها و دوزیستان تاثیر می‌گذارند.

ترجمه: محسن حدادی

L-960504-02