На Гавайях большая часть населения использует частные септические резервуары или выгребные ямы для утилизации сточных вод. В штате насчитывается более 88 000 выгребных ям, около 55 000 из них расположены только на Большом острове. Эти системы, в отличие от более строго регулируемых муниципальных очистных сооружений, имеют более высокий риск утечки сточных вод в пористый грунт.
Недавнее исследование
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Marine Science, определяет места сброса сточных вод в подводные грунтовые воды (SGD), указывая конкретные места, которым заинтересованные стороны могут уделить приоритетное внимание для смягчения последствий.
Моделирование и картографирование
Предыдущие исследования показали, что подземные воды доставляют в океаны в 3–4 раза больше стоков, чем реки, что делает их значимым путём транспортировки загрязняющих веществ.
В ответ на обеспокоенность местного сообщества по поводу загрязнения команда из Университета штата Аризона при поддержке Гавайского центра морского образования и исследований использовала воздушное картирование, чтобы определить места, где SGD достигает океана вдоль западного побережья Большого острова.
Для точного определения этих границ раздела пресной и солёной воды исследователи опирались на предыдущие исследования, в которых использовались тепловые датчики для фиксации разницы температур между двумя водными массами. Выяснить, какие из этих дискретных точек раздела были проблемными, «было очень сложно», — сказала Келли Хондула, исследователь из Центра глобальных открытий и наук об охране природы и первый автор исследования.
Команда определила более 1000 точек сброса и собрала пробы в 47 местах. «Мы выбрали точки, где мы могли локализовать пресную воду, выходящую из земли, или точки, представляющие большой общественный интерес», — пояснила Хондула.
Помимо аэрофотосъёмки, исследователи анализировали точки сброса, отслеживая градиенты солёности и измеряя уровни энтерококков — группы бактерий, которые часто служат ключевыми показателями фекального загрязнения при проверке здоровья населения. Они интегрировали эти данные в статистическую модель, которая использовала растительный покров вверх по течению и известные места сброса сточных вод, чтобы предсказать вероятность загрязнения сточных вод и бактериального загрязнения для каждой точки SGD вдоль западного побережья Гавайев.
Методы позволили учёным определить регионы искусственной среды, которые связаны с загрязнением. Помимо районов с септическими системами и выгребными ямами, они обнаружили высокую корреляцию между сбросом сточных вод и застройкой в пределах первых 500 метров от побережья.
«Сточные воды, попадающие в землю, выходят в океан, часто с тревожным уровнем загрязнения отходами», — сказала Хондула.
Геология точки сброса
Геология точки сброса также влияет на риск загрязнения. Например, в районе Южного Кона на острове есть «один из самых молодых и наиболее пористых вулканических субстратов в архипелаге, с небольшим развитием почв и высокой степенью гидрологической связи между точечными источниками загрязнения и прибрежными водами», — пишут авторы. Хотя в Южном Коне относительно мало застройки, увеличение использования земель, вероятно, окажет непропорциональное влияние на качество подземных вод, заключили они.
«Мы были удивлены, обнаружив такие чёткие результаты: сточные воды, попадающие в землю, выходят в океан, часто с тревожным уровнем загрязнения отходами», — сказала Хондула.
Картирование мер по смягчению последствий
Поскольку сообщества продолжают инвестировать в развитие прибрежных районов, понимание влияния сброса сточных вод и способов его предотвращения становится всё более актуальной проблемой во всём мире.
Таким образом, новое исследование «вносит вклад в растущий массив доказательств, коррелирующих сброс сточных вод в загрязнённые грунтовые воды с качеством прибрежных вод, показывая прочную связь между сточными водами и застройкой в прибрежной зоне. Это то, что менеджеры земель и учёные-экологи должны действительно учитывать», — сказала Генриетта Дулай, геохимик из Гавайского университета в Маноа, которая не участвовала в исследовании.
Штат Гавайи признал особый риск, который представляют в основном нерегулируемые выгребные ямы, из которых в океан просачиваются загрязнённые сточными водами грунтовые воды. Фактически, существует распоряжение штата ликвидировать выгребные ямы к 2050 году, но связанные с этим затраты замедляют процесс.
Многие учёные считают, что затраты на постепенный отказ от выгребных ям значительно перевешиваются пользой для здоровья. «Мы должны учитывать финансовые аспекты замены выгребных ям по сравнению с пользой сохранения качества воды для окружающей среды и людей», — сказал Тристан Маккензи, исследователь из Гётеборгского университета в Швеции, который не участвовал в исследовании. «Такие исследования подчёркивают, почему нам нужно действовать сейчас».
— Анна Наполитано (@anna83nap; @anna83nap.bsky.social), научный писатель
Цитирование
Napolitano, A. (2025), Pinpointing sewage seeps in Hawaii, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250376. Опубликовано 9 октября 2025 года.
Текст © 2025. Авторы. CC BY-NC-ND 3.0
За исключением случаев, когда указано иное, изображения защищены авторским правом. Любое повторное использование без прямого разрешения владельца авторских прав запрещено.