• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Kan renat avloppsvatten vara ett verktyg mot havsnivåhöjning?

    Som ett verktyg mot havsnivåhöjning, tanken verkar lite kontraintuitiv:Tillsätt vatten till marken.

    Men fysikens lagar stöder det:Pumpa miljontals liter i en sandig vattendragare djupt under jordens yta, och dess porösa lager kommer att expandera som en svamp. Marken ovanför den kommer att stiga, befästa åtminstone en del av landet mot havets räckvidd.

    I årtionden, geologer har vetat att extrahering av stora mängder vatten kan få marken att sjunka med tiden, ibland på tiotals meter på platser som Kalifornien. Att pumpa in den har saktat ner sjunkandet och till och med ökat marknivån något på andra ställen, säger experter.

    Detta tillvägagångssätt kan snart testas i Virginia Hampton Roads -regionen, som är mer hotad än någon annan plats på Atlantkusten av kombinationen av sjunkande land och stigande hav. Områdets lokala sanitetsavdelning har föreslagit att pumpa miljontals liter renat avloppsvatten djupt i marken.

    Att bekämpa havsnivåhöjning är ett gemensamt hot längs denna kuststräcka, men det är inte den främsta drivkraften för detta projekt, sa Ted Henifin, general manager för Hampton Roads Sanitation District. Den främsta motivationen är att mer effektivt svara på kraven på vattenkvalitet för Chesapeake Bay.

    Distriktet skickar för närvarande renat avloppsvatten till floder som matar bukten. Men ihållande föroreningsnivåer fick miljöskyddsmyndigheten 2010 att införa nya gränser för den totala mängden nitrater och fosfor som finns i vattnet.

    Distriktet kan uppfylla normerna för en annan federal lag - lagen om säkert dricksvatten - genom att pumpa avloppsvatten, renad så att den är drickbar, djupt under jorden.

    Att sätta renat avloppsvatten i marken är inte nytt. Orange County, Kalifornien, har gjort det sedan 1990 -talet, främst för att hålla saltvatten borta från dess vattendrag.

    Och vatteninjektion har diskuterats som ett verktyg för att öka marknivån och bekämpa översvämningar i städer som Venedig, Italien, enligt Tom Burbey, chef för programmet för hydrologiska vetenskaper vid National Science Foundation. (Den planen övergavs så småningom till förmån för slussportar).

    Virginia kustregion måste hålla på så mycket torrt land som möjligt. Området längs bukten och Atlanten drabbas av det som kallas relativ havsnivåhöjning, som mäter den kumulativa effekten av sjunkande mark och stigande vatten.

    Befolkningen på 1,7 miljoner människor är landets näst mest sårbara för denna knipa, bakom New Orleans. Områden uthärdar redan rutinmässiga översvämningar, liksom världens största marinbas i Norfolk. Havsnivån har stigit så mycket att strömlinjer som sträcker sig från bryggor till dockade fartyg ibland måste stängas av vid högvatten.

    Enligt vissa uppskattningar, området kan tappa fem meter vid sekelskiftet, enligt The Center for Sea Level Rise vid Old Dominion University i Virginia. Även en förlust på tre fot kan permanent översvämma så många som 176, 000 invånare, enligt en rapport från 2012 från Hampton Roads Planning District Commission.

    Ökande växthusgaser har värmt haven, smälter polarisarna och orsakar stigande havsnivåer. Men forskare skyller också på människor, åtminstone delvis, för den sjunkande marken.

    I Hampton Roads -regionen, något mer än hälften av den relativa havsnivåhöjningen orsakas av sjunkningar som främst beror på att människor pumpar vatten ur marken, enligt U.S. Geological Survey. (Den andra orsaken är att landet slog sig ner igen efter att ha skjutits upp av glaciärer under den senaste istiden.)

    Hampton Roads Sanitation District vill injicera en första miljon gallon om dagen under ett pilotprojekt 2018, sa Henifin, general manager. Om allt går bra, injektionsnivåerna skulle så småningom stiga till 120 miljoner gallon. Regelbunden provtagning på brunnplatser skulle visa om det injicerade vattnet uppfyller dricksnormer.

    Distriktet behöver fortfarande federala och statliga tillstånd för pilotprojektet. Och det kommer att krävas godkännande från justitiedepartementet, som utfärdade ett samtycksdekret 2009 för att hantera överflöden från avloppssystemet.

    Men tanken har hittills överlevt granskningen av Chesapeake Bay Foundation, en bevarandegrupp.

    "Vi måste se det här, om det lyckas, som en betydande förbättring, "sa Peggy Sanner, stiftelsens assisterande direktör för Virginia och överadvokat.

    "Dricksvattenstandarden är högre än vad som kommer ut ur röret just nu, "tillade hon." Och miljontals kilo föroreningar skulle inte gå in i viken. "

    När pilotprojektet startar, U.S.Geological Survey planerar att övervaka markens rörelser.

    "Fysiken säger att marken ska komma upp, "USGS hydrolog David Nelms sa nyligen i Suffolk, Virginia, nära platsen för det planerade pilotprojektet.

    Han stod i ett skjul nära en mätare, känd som en extensometer, som når 2, 000 fot in i berggrunden. Grafer på väggen visar sandlagren, lera och grus som utgör Potomac Aquifer, som sträcker sig under nästan hela östra Virginia och delar av North Carolina.

    Forskare som inte är involverade i projektet säger att fysiken är vettig, men ingen bör förvänta sig en väsentlig förändring av marknivån.

    På platser som Nevada, vatteninjektion har mestadels stoppat sjunkningen och fått en del av marken att stiga med ett antal centimeter, sa Burbey från National Science Foundation.

    Burbey förväntar sig en liknande minimal ökning för Hampton Roads, i bästa fall. Potomac Aquifers sandlager bör expandera, han sa, men dess komprimerade lerlager kommer inte att återhämta sig mycket.

    "När du har pressat vattnet ur dem, det är svårt att återabsorbera tillbaka till dessa leror, " han sa.

    Michelle Sneed, en specialist på marknedgång för USGS i Kalifornien, sa att Hampton Roads -projektet kommer att följas noga av geologer och andra experter.

    "Om du kan få mycket av marknedgången under kontroll, det köper lite tid, "sa hon." För ingenting kommer att stoppa havet. "

    © 2017 Associated Press. Alla rättigheter förbehållna.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com