Использование двух искусственных подсластителей — цикламата и ацесульфама — для выявления и количественной оценки поступления сточных вод в карстовый источник

Выявление и дифференциация источников загрязнения имеют решающее значение для оценки рисков при охране водных ресурсов. Эта задача особенно сложна в карстовых районах из-за высокой неоднородности потоков. Мы изучили возможность использовать два искусственных подсластителя — цикламат и ацесульфам — как индикаторы загрязнения сточными водами в сельском водосборе карстового источника. Водосбор был подробно исследован, чтобы выявить источники поступления подсластителей и количественно оценить их влияние. Воду источника анализировали после двух типичных событий пополнения водоносного горизонта: (1) зимнего дождя по снежному покрову, когда переливов из канализационной системы не наблюдалось, и (2) сильного летнего дождя, вызвавшего перелив из накопительного бассейна ливневых вод. Ацесульфам, известный своей устойчивостью к разложению, обнаруживался во всех пробах воды источника. После зимнего события, не сопровождавшегося сбросом сточных вод, его концентрация снизилась, а во время летнего события повысилась после недавнего поступления неочищенных сточных вод. Цикламат, который подвержен разложению, обнаруживался только после поступления сточных вод. Его сигнал хорошо совпадал с динамикой фекальных индикаторных бактерий, что указывает на общий источник. Зная функцию поступления, цикламат использовали как количественный трассер в модели переноса, что позволило оценить влияние перелива из общесплавной канализации на качество воды источника. Сигналы искусственных подсластителей сопоставили с общими показателями — расходом воды, электропроводностью и мутностью, — а также с сигналами гербицидов атразина и изопротурона, указывающих соответственно на «старые» и «свежие» компоненты потока, поступающие с сельскохозяйственных угодий. Высокие концентрации искусственных подсластителей в неочищенных сточных водах (цикламата и ацесульфама), а в очищенных — только ацесульфама, делают их эффективными индикаторами, особенно в сельской местности, где поступление сточных вод относительно невелико, и в карстовых системах, где часто происходит значительное разбавление.