Hur man testar för vattenförorening från avlopp

Avloppsföroreningar påverkar vattenvägar och människors hälsa avsevärt. Det tillför överflödiga näringsämnen till vattenlevande ekosystem, vilket gör att alger, bakterier och protozoer växer ut ur kontroll. Denna överväxt berövar syrevatten, vilket leder till massiv avdödning av djur. De resulterande döda zonerna är nästan omöjliga att ångra. Avloppsvatten innehåller också många sjukdomsframkallande organismer, och när de väl har gått in i en vattenväg är deras inträde i vårt dricksvatten praktiskt taget garanterat. Att sortera ut vilken förorening som härrör från avloppsvatten är dock svårt.

Ett sätt att testa för vattenföroreningar från avloppsvatten är att titta på vattenvägar från rymden. Satellitbilder visar plommon av material där avrinning möter vatten - bruna innehåller sediment, vilket sannolikt kommer att innehålla avlopp. Denna metod används ibland efter större förorenande händelser, såsom giftiga spill och naturkatastrofer med översvämningar. Det finns dock inget sätt att veta säkert hur mycket av dessa plymer som är avloppsföroreningar och hur mycket som är silt. Satellitbildmetoden möjliggör endast en grov uppskattning av potentiell avloppsförorening.

"Termotoleranta koliformer" är den artiga termen för bakterier som lever i avföring, annars känd som fekal coliform. Problemet med att testa dem är att falska positiva är höga. Liknande bakterier sänds allmänt i den allmänna miljön - med andra ord lever de i smuts såväl som i all avföring, och vilda djur från insekter till däggdjur finns överallt. Escherichia coli är en vanlig indikatorart för fekala coliformtest, men fortfarande miljömässigt allestädes närvarande. test för bakterier av släktet Enterococcus anses vara bäst eftersom dessa organismer finns i avföring från alla däggdjur, men mycket sällan någon annanstans. Enterococcus-tester anses för närvarande vara guldstandarden för övervakning av avloppsföroreningar i vattenvägar, men de utelämnar en viktig komponent i avloppsföroreningar: ammoniak och kväve.

Det är möjligt att avgöra om vattenföroreningar kan härröra från avloppsvatten genom att testa för ammoniak eftersom de flesta avloppsreningsanläggningar i USA inte tar bort urin när de bearbetar avfall vatten. Urinen sönderfaller till ammoniak, så höga ammoniaknivåer kan indikera en avloppskälla för en speciell förorening. Falska positiva är också möjliga med detta test, eftersom andra källor, såsom djurfoder, skapar höga nivåer av ammoniakföroreningar och avrinning från jordbruket och kommunen bidrar med stora mängder ammoniakens slutprodukt, kväve.

Huvudproblemet med att försöka testa för vattenföroreningar från avloppsvatten är att det vanligtvis är omöjligt att avgöra exakt var föroreningen kom från när den kommer in i en vattenmassa. Vissa kan spåras tillbaka till dåliga kommunala bortskaffningssystem, men bara när det finns en uppenbar "rökpistol", till exempel ett öppet rör som häller avloppsvatten i en vattenväg. De flesta avloppsföroreningar härrör från överflöde och upptar den vaga kategorin "icke-punktkällor föroreningar" tillsammans med stormavloppsutflöde och jordbruksavrinning. Satellitavbildning, fekal coliform och ammoniakprovning kan alla förutsäga en sannolikhet som särskilt föroreningar kommer från avloppsvatten, men de har inget sätt att avskärma organisk avrinning, gödselmedel och djur avföring.

Det kan finnas ett bättre sätt. Det biokemiska syrebehovstestet räknar nedbrytningsbakterier i vatten när det lämnar avloppsreningsverk. Antalet bakterier ger en uppskattning av hur mycket avlopp som finns kvar i vattnet och dess potentiella biologiska påverkan när det når en vattenväg och bakterierna börjar använda upp syre där. Testet används emellertid bara i trunkerad form i USA. En komplett BOD räknar kolätande och kväveätande buggar: kol kommer från avföring och kväve kommer från urin. Testet som för närvarande används räknar endast kolätare, vilket lämnar avloppsvattenförorening från urin helt utanför beräkningarna. Att byta till en komplett BOD kan hjälpa till att hitta exakt vilken förorening som kommer från avloppsvatten: det skulle ge en exakt bild av hur mycket det är lämnar behandlingsanläggningar, och forskare kan matcha observerade effekter i livsmiljöer nedströms med de effekter som BOD förutsäger räknas.