När människor tänker på att havsnivån stiger, de brukar tänka på kusterosion. Dock, färska datormodelleringsstudier visar att infrastruktur för avloppsvatten från kusten, som inkluderar avloppsledningar och cesspools, kommer sannolikt att översvämma med grundvatten när havsnivån stiger.

En ny studie, publicerad av University of Hawai'i (UH) vid Mānoa jordforskare, är den första som ger direkt bevis på att tidvattendriven grundvattenundersköljning av avloppsvatteninfrastruktur förekommer idag i Honolulu, Hawai'i. Studien visar att högre havsvattennivåer leder till att avloppsvatten kommer in i stormavlopp och kusthavet - vilket skapar negativa effekter på kustvattnets kvalitet och ekologiska hälsa.

Studien leds av postdoktoralforskaren Trista McKenzie och medförfattare av kustgeologen UH Sea Grant, Shellie Habel och Henrietta Dulai, rådgivare och docent vid UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST). Teamet bedömde kustvatten från havet och stormavloppsvatten i låglänta områden under vårvatten, som fungerar som en approximation av framtida havsnivåer.

För att förstå sambandet mellan avloppsinfrastruktur, grundvatten och kusthavet, forskarna använde kemiska spårämnen för att upptäcka grundvattenutsläpp och avloppsvatten som finns på varje plats. Radon är en naturligt förekommande gas som på ett tillförlitligt sätt indikerar förekomsten av grundvatten, medan avloppsvatten kan detekteras genom att mäta specifika organiska föroreningar från mänskliga källor, såsom koffein och vissa antibiotika.

"Våra resultat bekräftar att både grundvattenöppning och avloppsvattenutsläpp till kusten och stormavlopp förekommer idag och att det är tidvattenpåverkat, "sa McKenzie." Medan resultaten förutspåddes, Jag blev förvånad över hur utbredda bevisen för dessa processer och omfattningen av dem. "

I lågt liggande inre områden, stormavlopp kan rinna över varje vårvatten. Denna studie visade att samtidigt avloppsvatten från komprometterad infrastruktur också släpps ut i stormavlopp. Vid högvatten, stormavlopp blir kanaler för obehandlat avloppsvatten till översvämning av gator och trottoarer. Förutom att hindra trafik, inklusive åtkomst med utryckningsfordon, denna översvämning av förorenat vatten utgör också en risk för människors hälsa.

Teamet fann också bevis för att många av de föroreningar som härrör från människor var i koncentrationer som utgör en hög risk för vattenlevande organismer. Detta har negativa konsekvenser för kustorganismer där grundvattnet och stormen rinner ut.

"Många människor kan tänka sig att havsnivåhöjningen är ett framtida problem, men egentligen, vi ser redan effekterna idag, "sade McKenzie." Vidare, dessa hot mot människors hälsa, havsekosystem och avloppsvatteninfrastruktur förväntas inträffa med ännu större frekvens och storlek i framtiden. "

Detta projekt visar att åtgärder för att mildra effekterna av havsnivåhöjning till kustvatteninfrastruktur i Honolulu inte längre är proaktiva utan istället är avgörande för att ta itu med aktuella frågor. Genom sin satsning på flera partner, Hawai'i State Climate Commission ökar också medvetenheten kring olika effekter av havsnivåhöjningar, inklusive de som lyfts fram i denna studie.

"Kustkommuner bör bedriva begränsningsstrategier som står för ökad anslutning mellan avloppsvatteninfrastruktur och fritids- och dricksvattenresurser, "sade McKenzie." Vi måste överväga infrastruktur som minimerar översvämningsmöjligheter och kontakt med förorenat vatten; och minskar antalet föroreningskällor, såsom installation av envägsventiler för stormavlopp, avveckling av cesspools, övervakning av defekta avloppsledningar, och byggande av upphöjda gångvägar och gator. "