Кофеин поможет обнаруживать утечки сточных вод

В развитых странах системы сточных вод, предназначенные для предотвращения попадания вредных загрязняющих веществ в окружающую среду, стареют и разрушаются, что приводит к загрязнению местных водоемов. Найти источник утечки в таких системах, которые часто расположены глубоко под землей, становится все сложнее. Традиционные методы могут пропустить утечки и не выявить их ниже по потоку.

Японские ученые предложили использовать уровни кофеина, распространенного бытового загрязнителя, который не встречается в природной среде, чтобы определить вероятные источники утечек в системах сточных вод. Результаты исследований были опубликованы в журнале Environmental Chemistry Letters.

– Долгое время сточные воды и ливневые стоки объединялись в канализационные системы, — поясняет доцент Высшей школы передовых наук и техники университета Хиросимы Нориацу Одзаки. – Проблема переливов комбинированной канализации во время ливней существует давно, поэтому около 50 лет назад система была изменена на отделение канализации от ливневой канализации.

Однако даже в новых системах проблема утечек из-за старения трубопроводов остается актуальной. Самым старым из них уже пять десятилетий.

С июня 2022 года по май 2023 года исследователи собирали образцы воды из ливневой канализации в засушливые периоды в шести городских водосборных бассейнах один или два раза в месяц. В каждом пункте пробы брались от пяти до 11 раз. Они также собирали образцы дождевой воды, воды из луж и бытовых сточных вод.

Концентрации фенантрена, флуорантена, пирена, мускуса, бензофенона и кофеина в бытовых сточных водах показывали, что относительные уровни этих веществ значительно различаются. В то время как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и бензофенон часто встречались в дождевой воде и воде из луж, уровни кофеина были намного ниже. Это, по мнению ученых, позволяет использовать кофеин как индикатор утечек бытовых сточных вод в ливневую систему.

Полученные данные указывают, что уровни ПАУ и бензофенона в дождевой воде и воде из луж настолько высоки, что их сложно использовать для определения источников загрязнения. В то же время, уровень кофеина в дождевой и лужевой воде заметно отличается от уровней в сточных водах и ливневых стоках, что делает его отличным маркером для будущих исследований.

Заглядывая в будущее, исследователи планируют изучить степень загрязнения, вызванного утечками, в общественных водоемах, таких как реки, озера и прибрежные районы.

– Мы хотим выяснить степень возможного загрязнения принимающих общественных водоемов, таких как реки, озера или прибрежные районы, утечками, – сказал Одзаки. – И, наконец, мы хотим разработать диагностическую технологию для выявления утечки на объекте, используя следы органических химикатов в качестве индикатора.