Ett stort internationellt samarbete som inkluderade ANSTO har funnit att en kombination av isotopiska och konventionella tekniker kan skilja mellan flera källor till föroreningar som påverkar grundvattnet i komplexa miljöer.

Resultatet har gett ett bättre sätt att karakterisera arten och tidpunkten för hur avloppsvatten påverkar det underliggande grundvattnet, vilket kan få betydande konsekvenser för bättre övervakning, förvaltning och avhjälpande åtgärder globalt.

I en tidning publicerad i Vattenforskning , utredarna ledda av professor Matthew Currell vid RMIT visade att användningen av rutinövervakning, stabila och radioaktiva isotoper och föroreningar av ny oro (CECs), tillhandahållit korrekt information för att identifiera källan till föroreningar vid en reningsanläggning för avloppsvatten belägen i närheten av jordbruksmark i Victoria.

Miljöforskaren Dr. Dioni Cendon, en expert på grundvatten och medförfattare, övervakade mätningar av de stabila och radioaktiva isotoperna vid ANSTO för studien och hjälpte till med tolkningen av alla data.

"Det finns ett behov av robusta och känsliga tekniker som tydligt kan skilja mellan föroreningar som kan komma från avloppsvatten och andra källor, sa Cendon.

"Där det finns möjliga samtida och äldre föroreningar från flera punkter och komplexa hydrogeologiska förhållanden, användningen av ett enda grundvattenspårämne kanske inte är tillräckligt."

Förutom att validera metoden för att avgränsa föroreningskällor, data antydde att nuvarande och tidigare reningsanläggningar hade en inverkan på grundvattnet i anslutning till och ner från avloppsvattenreningsanläggningen som ligger på en plats 100 kilometer söder om Melbourne.

Avloppsvattenreningsanläggningen är omgiven av jordbruksmark som används för trädgårdsodling och boskap, där det finns en omfattande användning av konstgödsel och bevattningssystem. Bevattningssystemen använder både grundvatten och återvunnet vatten från reningsanläggningen.

Studien fann att grundvattenkvaliteten påverkades av avloppsvatten och jordbrukskällor.

Närsaltsmätningar av grundvattnet antydde förhöjda halter av nitrat och ammoniak men kunde inte skilja mellan källorna.

Data från radioaktiva isotoper indikerade att det senaste läckaget fungerade som ett "påfyllningsfönster" för grundvatten, sipprar renat eller delvis renat avloppsvatten till det underliggande grundvattnet.

Detta fynd bekräftades av mätningar med de stabila isotoperna.

"Hantering och rening av avloppsvatten och fast avfall i anläggningar runt om i världen innebär stora miljöutmaningar, som inkluderar föroreningspåverkan på värdefulla grundvattenkällor, som blir viktigare med klimatutmaningar, sa Cendon.

Nyligen, tidigare forskning av Prof Currell och Ph.D. kandidat William McCance vid RMIT identifierade möjligheten att använda "föroreningar av ny oro" (CECs) som ett verktyg för att identifiera avloppsvattenföroreningar från andra källor.

Efter att ha övervägt en rad CEC från läkemedel, personliga vårdprodukter, livsmedelsingredienser och herbicider, laget valde tre baserat på deras urvalskriterier:karbamazepin
(ett antikonvulsivt läkemedel mot epilepsi), simazin (en herbicid) och sulfametoxazol (ett antibiotikum).

Förhållandet mellan två föroreningar, karbamazepin till simazin, antydde att sammansättningen av avloppsvattnet hade förändrats över tiden, som kan ha varit resultatet av uppgraderingar av infrastrukturen vid reningsverket.

"Centraliserade reningsanläggningar för avloppsvatten hjälper till att tillhandahålla sanitära levnadsvillkor för mer än 5 miljarder människor, men detta kommer tillsammans med miljöutmaningar. Enkel övervakning är inte tillräcklig för att förstå potentiella effekter. Användning av kombinerade tekniker, som validerats i denna forskning, kan hjälpa oss att bevara viktiga grundvattenresurser och lokala miljöer, sa Cendon.