Een grote internationale samenwerking met ANSTO heeft ontdekt dat een combinatie van isotopische en conventionele technieken onderscheid kan maken tussen meerdere bronnen van verontreinigingen die van invloed zijn op het grondwater in complexe omgevingen.

Het resultaat heeft een betere manier opgeleverd om de aard en timing te karakteriseren van hoe afvalwater het onderliggende grondwater beïnvloedt, die aanzienlijke gevolgen kunnen hebben voor een betere monitoring, beheer en corrigerende maatregelen wereldwijd.

In een paper gepubliceerd in Wateronderzoek , de onderzoekers onder leiding van Prof Matthew Currell bij RMIT toonden aan dat het gebruik van routinematige monitoring, stabiele en radioactieve isotopen en contaminanten van opkomende zorg (CEC's), verstrekte nauwkeurige informatie bij het identificeren van de bron van verontreinigende stoffen in een afvalwaterzuiveringsinstallatie in de buurt van landbouwgrond in Victoria.

Milieuonderzoeker Dr. Dioni Cendon, een expert in grondwater en co-auteur, begeleidde metingen van de stabiele en radioactieve isotopen bij ANSTO voor de studie en assisteerde bij de interpretatie van alle gegevens.

"Er is behoefte aan robuuste en gevoelige technieken die een duidelijk onderscheid kunnen maken tussen verontreiniging die afkomstig kan zijn van afvalwater en andere bronnen, ' zei Cendon.

"Waar er een mogelijke hedendaagse en oude besmetting is vanuit meerdere punten en complexe hydrogeologische omstandigheden, het gebruik van een enkele grondwatertracer is mogelijk niet voldoende."

Naast het valideren van de aanpak om bronnen van verontreiniging af te bakenen, de gegevens suggereerden dat huidige en voormalige zuiveringsinstallaties een impact hadden op het grondwater naast en beneden de afvalwaterzuiveringsinstallatie op een locatie 100 kilometer ten zuiden van Melbourne.

De afvalwaterzuiveringsinstallatie is omgeven door landbouwgrond die wordt gebruikt voor tuinbouw en veeteelt, waar veel gebruik wordt gemaakt van meststoffen en irrigatiesystemen. De irrigatiesystemen gebruiken zowel grondwater als gerecycled water van de zuiveringsinstallatie.

Uit de studie bleek dat de grondwaterkwaliteit werd beïnvloed door het afvalwater en de landbouwbronnen.

Nutriëntenmetingen van het grondwater suggereerden verhoogde concentraties nitraten en ammoniak, maar konden geen onderscheid maken tussen de bronnen.

De radioactieve isotopengegevens gaven aan dat recente lekkage fungeerde als een 'oplaadvenster' voor grondwater, behandeld of gedeeltelijk behandeld effluent naar het onderliggende grondwater sijpelt.

Deze bevinding werd bevestigd door metingen met de stabiele isotopen.

"Het beheer en de behandeling van afvalwater en vast afval in faciliteiten over de hele wereld brengt grote milieu-uitdagingen met zich mee, waaronder de effecten van verontreinigende stoffen op kostbare grondwaterbronnen, die steeds belangrijker worden met de klimaatuitdagingen, ' zei Cendon.

Onlangs, eerder onderzoek door Prof Currell en Ph.D. kandidaat William McCance van RMIT identificeerde de mogelijkheid om 'contaminanten van opkomende bezorgdheid' (CEC's) te gebruiken als een instrument om verontreiniging van afvalwater uit andere bronnen te identificeren.

Na een reeks CEC's van farmaceutische producten te hebben overwogen, producten voor persoonlijke verzorging, voedselingrediënten en herbiciden, het team koos er drie op basis van hun selectiecriteria:carbamazepine
(een anti-epilepticum voor epilepsie), simazine (een herbicide) en sulfamethoxazol (een antibioticum).

De verhouding van twee verontreinigingen, carbamazepine naar simazine, suggereerde dat de samenstelling van het effluent in de loop van de tijd was veranderd, die het gevolg kunnen zijn van upgrades van de infrastructuur in de zuiveringsinstallatie.

"Gecentraliseerde afvalwaterzuiveringsinstallaties zorgen voor hygiënische levensomstandigheden voor meer dan 5 miljard mensen, maar dit gaat gepaard met milieu-uitdagingen. Eenvoudige monitoring is niet voldoende om mogelijke effecten te begrijpen. Het gebruik van gecombineerde technieken, zoals gevalideerd in dit onderzoek, zou ons kunnen helpen om belangrijke grondwatervoorraden en lokale omgevingen te behouden, ' zei Cendon.