Практика землепользования на тропических океанических островах может иметь серьезные последствия для рифовых экосистем даже при отсутствии рек и ручьев. Наземные загрязнители, такие как удобрения и химикаты в сточных водах, проникают в подземные воды под землей и в конечном итоге попадают в прибрежные экосистемы в виде подводных сбросов подземных вод (SGD), просачиваясь в прибрежную зону под поверхностью океана. В исследовании, недавно опубликованном в PLOS ONE, ученые Гавайского университета в Маноа (UHM) использовали комбинацию полевых экспериментов и химического анализа воды и водорослей, чтобы показать, что качество прибрежных грунтовых вод играет важную роль в определении здоровья человека. прибрежные экосистемы на Гавайях.
Различные источники загрязнения, такие как сельское хозяйство или очистные сооружения, имеют идентифицируемые химические признаки, особенно изотопы азота в питательных веществах, которые они содержат. В этом исследовании оценивалось качество подземных вод, качество прибрежных вод и состояние рифов в шести различных заливах Мауи с различными потенциальными источниками загрязнения. Сравнивая изотопы азота в тканях водорослей и потенциальное загрязнение, исследовательская группа проследила питательные вещества в водорослях до их наземных источников.
Это первое исследование, в котором показана степень воздействия скважин для нагнетания сточных вод на заводе по переработке сточных вод Кахулуи, самом крупном заводе по очистке сточных вод на Мауи, на залив Кахулуи. В дополнение к относительно высокому уровню питательных веществ в морских поверхностных водах в заливе Кахулуи, на мелководье почти полностью преобладал толстый мясистый мат колониальных зоантид, явление, о котором больше нигде в штате не сообщалось. Параллельное с этой работой исследование, проведенное Джеймсом Бишопом из Департамента геологии и геофизики UHM, показало, что вода, собранная из прибрежных песков, которая представляет собой прибрежные подземные воды, рядом с установкой очистки сточных вод Кахулуи, содержит до 75% очищенных сточных вод. Влияние сточных вод на эту территорию.
Наше своевременное исследование основано на предыдущем исследовании ученых UH и недавних постановлениях федерального суда, которые показывают, что очищенные сточные воды незаконно сбрасываются в океан из нагнетательных скважин на объекте очистки сточных вод в Лахайне через SGD в пляжный парк Кахекили на западе Мауи. », - сказал Даниэль Амато, ведущий автор и недавний выпускник Колледжа естественных наук UHM. «Это не единичный случай».
Рифы, примыкающие к обширным площадям выращивания сахарного тростника, оказались наиболее затронутыми из всех участков в этом исследовании. В заливах Куау и Маалаеа прибрежные воды содержали почти в 100 раз больше азота, чем в менее пострадавших районах из-за SGD, обогащенного удобрениями. Эти высокие уровни питательных веществ были отражены в тканях обычных макроводорослей и показателях структуры рифового сообщества. Несколько видов макроводорослей доминировали на литоральной и сублиторальной поверхностях заливов Куау и Маалаеа. Напротив, в районах, где уровни питательных веществ в прибрежных грунтовых водах были относительно низкими, исследователи наблюдали гораздо большее разнообразие и обычно присутствовали кораллы, что указывает на более здоровую и потенциально более надежную экосистему.
Это исследование предполагает, что загрязненные подземные воды могут представлять хронический риск для прибрежных морских экосистем на основных Гавайских островах. Эти результаты особенно важны для управляющих прибрежными районами и законодателей, которые будут влиять на будущее политики землепользования на Гавайях. Особый интерес в будущем представляет возможная польза для здоровья наших рифов за счет сокращения производства сахарного тростника на Мауи. Сокращение загрязнения подземных вод может привести к улучшению состояния рифов в будущем и уменьшению нежелательного цветения водорослей в пострадавших районах.
«Долгосрочная цель этой исследовательской группы - объединить дисциплины гидрологии, геохимии и морской биологии, чтобы помочь ответить на насущные вопросы, касающиеся источника и воздействия загрязнения питательными веществами в гавайских прибрежных водах», - сказал Крейг Гленн, Генриетта Дулайова и Селия Смит, главные исследователи и соавторы проекта Hawai'i Sea Grant.