Результаты исследования с применением изотопных методов подтверждают: воду в филиппинском городе можно пить

Питьевая вода в этом городе с населением 250 тысяч человек безопасна, ее запасы регулярно пополняются, и им не угрожает проникновение морской воды.

С помощью изотопных методов удалось удостовериться в том, что вода в резервуарах за спиной у этих ребят и на многих улицах в новых районах Таклобана пригодна для питья. (Фото: М. Гашпар/МАГАТЭ)

Таклобан, Филиппины. — Питьевая вода в этом городе с населением 250 тысяч человек безопасна, ее запасы регулярно пополняются, и им не угрожает проникновение морской воды. Легко и просто? Для подобного утверждения понадобились годы исследовательских работ, анализ тысяч проб воды и применение изотопных методов научными работниками Филиппинского института ядерных исследований (ФИЯИ) при поддержке МАГАТЭ и Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО).

Когда в 2013 году штормовой прилив, вызванный тайфуном «Хайян», самым мощным тропическим ураганом в мире, разрушил почти весь город и привел к гибели тысяч людей, местные власти столкнулись с трудной задачей восстановления города, включая переселение жителей из наиболее подверженных затоплению районов. Но могли ли волны, смывавшие людей и здания, достигнуть городских запасов воды?

Существовала опасность того, что штормовой прилив мог загрязнить водоносный слой — подземный слой проницаемой породы, содержащий грунтовые воды, — главный городской источник питьевой воды. Соль и другие загрязнители, включая органику от животных и человеческих останков, могли сделать воду непригодной для употребления. В рамках программы технического сотрудничества МАГАТЭ ФИЯИ обратился за помощью в применении изотопных методов для определения характеристик водоносного слоя.

Не все молекулы воды одинаковы

Все молекулы воды состоят из одного атома кислорода и двух атомов водорода, но небольшая доля этих атомов содержит в своих ядрах дополнительные нейтроны. Размер этой доли зависит от возраста и источника воды. Следовательно, анализ изотопного состава грунтовых вод позволяет ученым выяснить, пополняется ли водоносный слой, т.е. получает ли он «свежие дозы» дождевой воды.

Ученые установили 32 станции для мониторинга грунтовых вод и использовали для определения характеристик воды как обычные, так и ядерные методы. Они обнаружили очень мало натрия и хлоридов, что позволило сделать вывод о том, что морская вода в водоносный слой не проникла. «Они также выяснили, что изотопный состав воды в горизонте близок к составу дождевой воды, а это значит, что городским запасам воды не угрожает опасность исчезновения, — пояснил Раймонд Сукганг, старший научный сотрудник ФИЯН, руководивший проектом. — Таклобан — растущий город с развивающейся экономикой, и приятно убедиться, что его грунтовые воды пополняются за счет дождевых осадков», — сказал он.

Концентрация азота и органических веществ в воде очень низкая, что указывает на то, что заражения биологическими отходами не было. «Эти потенциальные загрязнители, вероятно, разложились до того, как смогли попасть в грунтовые воды», — полагает Сукганг.

На следующем этапе проекта ФИЯИ планирует определить точные показатели восполнения водных запасов и на основании этого выработать рекомендации для местных властей в отношении защиты городских ресурсов водоснабжения. «Отрадно было убедиться, что непосредственной опасности нет, но политика устойчивого водоснабжения необходима в любом случае», — добавил он.

Not all water molecules are created equal

While all water molecules consist of an oxygen and two hydrogen atoms, a small percentage of these atoms have extra neutrons in their nucleus. Exactly what percentage depends on the age and source of the water. Therefore, an analysis of the isotopic makeup of the groundwater enables researchers to find out whether the aquifer is getting recharged, i.e. receiving a regular dose of “new” water from rain.

The scientists set up 32 monitoring stations for groundwater and used both conventional and nuclear techniques for the characterization of the water. They found very little sodium and chloride – thereby concluding that seawater did not enter the aquifer. They also found that the isotopic composition of the water in the aquifer is close to that of today’s rainwater – which meant that the city’s water supply was not in danger of disappearing, explained Raymond Sucgang, a senior researcher with PNRI who led the project. “Tacloban is a growing city with a growing economy, so it is comforting to know that its groundwater is getting replenished from rain,” he said.

The concentration of nitrogen and organic matter in the water is very low – which indicates that no biological contamination occurred. “These potential contaminants probably decayed before they could get to the groundwater,” Sucgang said.

The next step in the project is for PRNI to determine the exact rate of water recharge, and based on that make policy recommendations to the local government for the protection of the city’s water supply, Sucgang said. “It’s good to know that there is no immediate danger, but policy for sustainable water use is still required,” he added.