Пространственная и временная изменчивость и распределение возникающих загрязнителей в пресной воде и сточных водах Южной Африки

Скрытые химикаты в повседневной воде

Когда вы наливаете стакан водопроводной воды или смотрите на водохранилище или реку, легко представить воду естественно чистой. Однако современная жизнь оставляет химический отпечаток, который не виден глазу. В этом исследовании изучаются едва заметные следы — остающиеся от лекарств, косметики, сельскохозяйственных распылений и даже уличных наркотиков — в пресной воде и сточных водах в окрестностях Претории, Южная Африка. Полученные данные показывают не только загрязнение, но и дают подсказки о состоянии общественного здравоохранения, употреблении наркотиков и пробелах в системах очистки воды, которые важны для сообществ во многих странах Глобального Юга.

Повседневные средства, которые задерживаются в воде

Исследователи сосредоточились на группе веществ, известных как «загрязнители, вызывающие растущую озабоченность» — химикатах, которые недавно привлекли внимание, поскольку обнаруживаются в окружающей среде в очень низких концентрациях, но все же могут вредить дикой природе или людям. Сюда входят обезболивающие, антибиотики, кофеин из кофе и чая, антиретровирусные препараты для лечения ВИЧ, пестициды и ингредиенты средств личной гигиены. Многие из этих веществ проходят через наш организм и бытовые стоки, смываются с полей и улиц и просачиваются через традиционные системы очистки воды, которые изначально не были созданы для их улавливания.

По следу от туалетов до кранов

Чтобы понять, где и когда появляются эти загрязнители, команда взяла пробы трех типов воды в одном речном бассейне: вода водохранилища, питающего водопроводную станцию, речная вода ниже по течению от водохранилища и очищенный сток из двух муниципальных очистных сооружений. В течение почти года они ежемесячно отслеживали 21 различное химическое вещество в водохранилище и проводили одноразовые измерения в реке и на очистных сооружениях во время полевого обследования. Чувствительные лабораторные приборы позволяли обнаруживать вещества в наносах грамма на литр — эквивалент щепотки соли в олимпийском бассейне — при одновременной проверке точности и повторяемости измерений.

Что обнаружили в реках, водохранилищах и трубах

Получившаяся картина внушает тревогу. Девятнадцать из 21 веществ были обнаружены в водохранилище, а концентрации часто резко менялись от месяца к месяцу и от сезона к сезону. Самый сильный сигнал дали антиретровирусные препараты, особенно эфавиренц и эмтрицитабин, используемые для лечения ВИЧ. Эти препараты достигали сотен и тысяч нанограммов на литр в воде водохранилища и были еще выше в реке и в очищенных стоках. Обезболивающие, такие как парацетамол (ацетаминофен), и распространенные стимуляторы, например кофеин, также встречались в больших количествах, особенно в речной воде, где уровни парацетамола превышали три тысячи нанограммов на литр, а кофеин значительно превосходил показатели водохранилища. Такие закономерности указывают на то, что неочищенные или плохо очищенные сточные воды и стоки смывают лекарства, сельскохозяйственные химикаты и бытовые продукты прямо в поверхностные воды.

Химикаты как зеркало состояния сообщества

Очень высокие уровни препаратов от ВИЧ в сточных и природных водах показывают не только загрязнение; они отражают продолжающийся кризис ВИЧ/СПИД в Южной Африке. Сточные воды из двух очистных сооружений, которые обслуживают близлежащие сообщества и используют схожие процессы, содержали тысячи нанограммов на литр эфавиренца и эмтрицитабина, но с заметными различиями между предприятиями. Это говорит о местных различиях в эффективности очистки, схемах назначения лекарств и, возможно, о злоупотреблении антиретровирусными препаратами при приготовлении уличных наркотиков, таких как whoonga или nyaope. Читая эти химические сигналы, ученые могут выводить закономерности в употреблении лекарств, наркомании и сельскохозяйственных практиках без единого опроса — превращая воду в тихого, но мощного репортера жизни сообществ.

Риски для дикой природы и почему важно время

Обнаружение химикатов — лишь часть истории; команда также изучила, что они могут означать для рыб, насекомых и другой водной жизни. Используя установленные пороговые показатели токсичности, они рассчитали «коэффициенты риска», сравнивающие измеренные концентрации с уровнями, считающимися безвредными. Несколько веществ — эфавиренц, кофеин, гербицид атразин и обезболивающее диклофенак — достигали значений, указывающих на средний или высокий риск для организмов в некоторых местах, особенно в сточных водах и в реке. Не менее важно, что концентрации сильно варьировали во времени: некоторые вещества пикoвали между сухим и влажным сезонами, вероятно, когда первые дожди смывают накопившиеся остатки с суши в водные системы. Это означает, что единичное ежегодное измерение легко может пропустить самые опасные эпизоды.

Что это значит для людей и политики

Проще говоря, исследование показывает, что коктейль современных химикатов присутствует и колеблется в пресной воде Южной Африки, даже после того, как сточные воды были якобы очищены. Хотя следовые концентрации не делают водопроводную воду мгновенно небезопасной, они сигнализируют о долговременном давлении на реки, водохранилища и обитающие в них организмы и выявляют слепые зоны в существующих системах очистки и регулирования. Авторы утверждают, что необходимы регулярный и более частый мониторинг, модернизация очистки — в сочетании с улучшенной политикой в отношении использования лекарств, сельскохозяйственных химикатов и незаконных наркотиков — чтобы держать эти невидимые загрязнители под контролем в Южной Африке и во многих аналогичных регионах Глобального Юга.

Цитирование: Dikobe, P.I., Tekere, M., Masindi, V. et al. Spatial and temporal variability and distribution of emerging contaminants in South African freshwater and wastewater. Sci Rep 16, 8988 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-33703-2

Ключевые слова: возникающие загрязнители, вода Южной Африки, загрязнение фармацевтикой, очистка сточных вод, антиретровирусные препараты при ВИЧ