Jak przetestować zanieczyszczenie wody ze ścieków

Zanieczyszczenie ścieków znacząco wpływa na drogi wodne i zdrowie ludzi. Dodaje nadmiar składników odżywczych do ekosystemów wodnych, powodując, że glony, bakterie i pierwotniaki wymykają się spod kontroli. Ten przerost pozbawia wodę tlenu, co prowadzi do masowego wymierania zwierząt. Powstałe martwe strefy są prawie niemożliwe do cofnięcia. Ścieki zawierają również wiele organizmów chorobotwórczych, a gdy dostaną się do cieków wodnych, ich dostanie się do naszej wody pitnej jest praktycznie gwarantowane. Jednak ustalenie, które zanieczyszczenia pochodzą ze ścieków, jest trudną sprawą.

Jednym ze sposobów testowania zanieczyszczenia wody ściekami jest spojrzenie z kosmosu na drogi wodne. Zdjęcia satelitarne pokazują pióropusze materiału, gdzie spływająca woda spotyka się z wodą – brązowe zawierają osad, który prawdopodobnie zawiera ścieki. Ta metoda jest czasami stosowana po poważnych zdarzeniach powodujących zanieczyszczenie, takich jak toksyczne wycieki i klęski żywiołowe z powodziami. Jednak nie ma sposobu, aby wiedzieć na pewno, ile z tych pióropuszów jest zanieczyszczeniem ściekami, a ile mułem. Metoda obrazowania satelitarnego pozwala jedynie na przybliżone oszacowanie potencjalnego zanieczyszczenia ścieków.

„Termotolerancyjne bakterie z grupy coli” to grzeczne określenie na bakterie żyjące w kale, inaczej zwane bakteriami coli typu kałowego. Problem z testowaniem ich polega na tym, że liczba fałszywych trafień jest wysoka. Podobne bakterie są szeroko rozpowszechnione w środowisku ogólnym – innymi słowy, żyją zarówno w ziemi, jak iw odchodach wszystkich zwierząt, a dzikie zwierzęta, od owadów po ssaki, są wszędzie. Escherichia coli jest powszechnym gatunkiem wskaźnikowym w testach na obecność coli w kale, ale nadal jest wszechobecny w środowisku; testy na bakterie z rodzaju Enterococcus są uważane za najlepsze, ponieważ organizmy te znajdują się w kale wszystkich ssaków, ale bardzo rzadko gdzie indziej. Testy Enterococcus są obecnie uważane za złoty standard monitorowania zanieczyszczenia ścieków w ciekach wodnych, ale pomijają główny składnik zanieczyszczenia ścieków: amoniak i azot.

Możliwe jest określenie, czy zanieczyszczenie wody może pochodzić ze ścieków, badając amoniak ponieważ większość oczyszczalni ścieków w USA nie usuwa moczu podczas przetwarzania odpadów woda. Mocz rozpada się na amoniak, więc wysoki poziom amoniaku może wskazywać na źródło ścieków dla konkretnego przypadku zanieczyszczenia. Fałszywie dodatnie są również możliwe w tym teście, ponieważ inne źródła, takie jak karmienie zwierząt, tworzą wysoki Poziomy zanieczyszczenia amoniakiem oraz spływy rolnicze i miejskie przyczyniają się do powstawania dużych ilości końcowego produktu amoniaku, azotu.

Głównym problemem związanym z testowaniem zanieczyszczenia wody przez ścieki jest to, że zazwyczaj nie da się dokładnie określić, skąd pochodzi zanieczyszczenie, zanim dostanie się do akwenu. Niektóre można wywieść z kiepskich miejskich systemów utylizacji, ale tylko wtedy, gdy istnieje oczywisty „dymiący pistolet”, taki jak otwarta rura odprowadzająca ścieki do kanału wodnego. Większość zanieczyszczeń ścieków wynika z przelewów i należy do niejasnej kategorii „zanieczyszczeń ze źródeł niepunktowych” wraz z odpływem kanalizacji deszczowej i spływem rolniczym. Obrazowanie satelitarne, badanie na obecność bakterii z grupy coli w kale i badanie amoniaku pozwala przewidzieć prawdopodobieństwo tego konkretnego przypadku zanieczyszczenia pochodzą ze ścieków, ale nie mają możliwości odfiltrowania spływów organicznych, nawozów i zwierząt kał.

Może być lepszy sposób. Biochemiczny test zapotrzebowania na tlen zlicza bakterie rozkładające w wodzie opuszczającej oczyszczalnie ścieków. Liczba bakterii pozwala oszacować zarówno ilość ścieków pozostających w wodzie, jak i ich potencjalny wpływ biologiczny, gdy dotrą do cieku wodnego i bakterie zaczną zużywać tam tlen. Jednak test jest używany tylko w postaci skróconej w USA. Kompletny BZT zlicza owady zjadające węgiel i azot: węgiel pochodzi z kału, a azot z moczu. Test, który jest obecnie w użyciu, uwzględnia tylko węglanożerców, co pozostawia zanieczyszczenie ścieków z moczu całkowicie poza obliczeniami. Przejście na kompletny BZT może pomóc dokładnie określić, jakie zanieczyszczenia pochodzą ze ścieków: dałoby to dokładny obraz tego, ile jest opuszczenie oczyszczalni, a naukowcy mogliby dopasować obserwowane oddziaływania w siedliskach w dole rzeki do oddziaływań przewidywanych przez BZT liczy.