تظهر الأبحاث التي أجرتها هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) زيادة مثيرة للقلق في ملوحة المياه الجوفية في جميع أنحاء الولايات المتحدة، المرتبطة بتمليح الطرق والري. وهذا يشكل تهديدًا للحياة المائية والبنية التحتية وصحة الإنسان من خلال عناصر مثل الراديوم. لأكثر من ثلاثة عقود، ظل علماء هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) يتتبعون جودة المياه الجوفية في الآبار في جميع أنحاء الولايات المتحدة. يركز عملهم على اكتشاف المواد الكيميائية أو المواد الضارة المحتملة والتي يمكن أن تؤثر سلبًا على النظم البيئية أو صحة الإنسان.
في المجمل، قام الطاقم بقياس ما يصل إلى 500 مركب كيميائي، بما في ذلك الأيونات الرئيسية والمعادن والمبيدات الحشرية والمركبات العضوية المتطايرة والأسمدة والنويدات المشعة.
وفي هذه التركيبات هناك زيادة كبيرة في محتوى أيونات الصوديوم والكلور والمواد الصلبة الذائبة، وكلها مرتبطة بالملوحة. تم عرض التفاصيل والاتجاهات الموجودة في هذه الدراسة التي استمرت لعدة عقود مؤخرًا في مؤتمر "GSAConnects2023" الذي عقدته الجمعية الجيولوجية الأمريكية.
يعد هذا البحث، الذي أصبح الآن جزءًا من الشبكة الوطنية لجودة المياه، استمرارًا للعمل الذي بدأ في عام 1992 كجزء من المشروع الوطني لتقييم جودة المياه. وقال بروس ليندسي، عالم الهيدرولوجيا في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية: "كان الهدف الأولي هو تقييم ظروف جودة المياه في جميع أنحاء البلاد، بما في ذلك المياه الجوفية والمياه السطحية والصحة البيئية". "وبمرور الوقت، ركزوا على مكونات معينة قد يكون لها آثار ضارة طويلة المدى."
أخذ الباحثون عينات من الآبار في ثلاثة أنواع مختلفة من الشبكات: المناطق السكنية والحضرية والزراعية. تمثل الآبار المحلية أو الآبار الخاصة التي لا تنظمها وكالة حماية البيئة أو البلديات المحلية طبقات المياه الجوفية متوسطة العمق ومياه الشرب. أما الآبار في المناطق الحضرية والزراعية فهي أقل عمقا، ويبلغ عمقها عادة حوالي 30 إلى 50 قدما. يوضح ليندسي: "الغرض من أخذ عينات من هذه الآبار هو فهم الظروف والاتجاهات عند مستويات المياه الضحلة". وهذه الآبار الضحلة هي بمثابة "حراس للتغيرات المحتملة في أعماق طبقة المياه الجوفية"، إذا جاز التعبير.
حدد الفريق 82 شبكة مياه، تحتوي كل منها على 20 إلى 30 بئرًا، وحدد 28 مكونًا مثيرًا للقلق يجب تتبعها. ويتم أخذ عينات من المياه كل 10 سنوات لتتبع التغيرات في التركيزات الكيميائية. ويمكن رؤية هذه التركيبات ونتائج العينات على خريطة المياه الجوفية التفاعلية التابعة لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، والتي تظهر التغيرات على مدى عقد من الزمن.
زيادة الملوحة وآثارها
وقال ليندساي: "إذا نظرنا إلى 28 مكونًا في جميع الشبكات الـ 82، فإن المواد الصلبة الذائبة والكلوريد والصوديوم تتزايد إحصائيًا بشكل متكرر أكثر من المكونات الأخرى في قائمتنا". "إذا نظرت إلى الخريطة، يمكنك رؤية النمط على الفور. خاصة في المناطق المحيطة بالمدن حيث يكون الطقس أكثر برودة ويوجد الكثير من ملح الطرق. حصلنا على بيانات حول تمليح الطرق ووجدنا علاقة بين الزيادات في الكلوريد والصوديوم والمواد الصلبة الذائبة ومعدل تمليح الطرق."
لكن مستويات الكلور والصوديوم والمواد الصلبة الذائبة زادت أيضًا في منطقة أخرى: المناطق القاحلة في الولايات المتحدة، وخاصة الجنوب الغربي. ورغم أن ملوحة التربة في هذه المناطق مرتفعة بالفعل، إلا أن الري يؤدي إلى تفاقم المشكلة.
يوضح ليندسي: "عندما تقوم بري الزراعة في المناطق القاحلة، يكون هناك الكثير من التبخر". "لذا، إذا كانت مياه الري ذات ملوحة منخفضة نسبيًا، ولكن يتبخر جزء كبير منها، يمكن أن تصبح [مستويات الملوحة] مرتفعة جدًا".
الآثار البيئية والصحية
يمكن أن يؤدي ارتفاع مستويات الصوديوم والكلور والمواد الصلبة الذائبة إلى مجموعة متنوعة من المشاكل، أولها المشاكل البيئية. يتم تغذية العديد من الجداول من المياه الجوفية، ويمكن أن تؤدي التركيزات العالية من الكلور في الماء إلى الإخلال بالتوازن الطبيعي لعادات الحياة المائية. وقال ليندسي: "قد يستغرق [ارتفاع المستويات] 20 أو 30 أو 40 عامًا... مما يعني أنه إذا كانت هناك تغييرات في إدارة مصادر الملوحة، فقد يستغرق التعافي وقتًا طويلاً أيضًا".
يمكن لأيونات الملح الذائبة أيضًا أن تسبب مشاكل للبنية التحتية. كما يصبح التآكل مشكلة مع زيادة ملوحة المياه الجوفية. يمكن للمياه الجوفية المسببة للتآكل، إذا تركت دون معالجة، أن تذيب الرصاص والمعادن الأخرى في الأنابيب والمكونات الأخرى في سباكة منزلك.
أخيرًا، حدد ليندسي وزملاؤه أيضًا مشكلة فريدة تتعلق بارتفاع الملوحة، مع ما يترتب على ذلك من آثار على صحة الإنسان. وفي طبقة مياه جوفية رملية في جنوب نيوجيرسي، وجدوا أن المياه ذات الرقم الهيدروجيني المنخفض الممزوجة بالمياه الجوفية عالية الملوحة تنتج المزيد من الملح.