Оценка качества подземных вод в долине Буанан с использованием индекса загрязнения грунтовых вод, индекса загрязнения нитратами и микробиологических показателей

Почему скрытая под ногами вода имеет значение

В засушливых районах многие сообщества выживают благодаря воде, хранящейся вне поля зрения — в породах и песках под землёй. В долине Буанан на юго-востоке Марокко семьи, фермеры и скот в значительной степени зависят от этого подземного резервуара. Исследование, лежащее в основе этой статьи, ставило простой, но важный вопрос: безопасна ли эта вода для питья сейчас и как она может изменяться под воздействием климатических нагрузок и человеческой деятельности?

Взгляд поближе на долину в пустыне

Бассейн Буанан располагается в полузасушливом уголке Высокого Атласа Марокко, где зимы холодные, лета жаркие, а осадков мало и они нерегулярны. Два главных потока, питаемые источниками в окружающих горах, прорезают ландшафт из скалистых хребтов, оазисов и разрозненных полей. Под этой картиной лежит сложное множество водоносных слоёв, состоящих из известняка, песчаника и солёных испаряющихся пород, таких как гипс и галит. Эти породы медленно растворяются при прохождении воды, обогащая её минералами, которые формируют вкус и качество подземных вод, поднимаемых из колодцев и источников.

Как проверяли воду

Чтобы понять состояние этого подземного ресурса, исследователи в апреле 2024 года собрали девять образцов грунтовых вод из колодцев, родников и зон подземных течений. В полевых условиях они измеряли базовые характеристики — кислотность, температуру, электропроводность и общее содержимое растворённых веществ. В лаборатории проанализировали основные растворённые компоненты, такие как кальций, магний, хлорид, сульфат, бикарбонат, калий и нитрат. Также проверяли признаки фекального загрязнения стандартными тестами на разные группы бактерий. Чтобы выйти за рамки простого «сдано/не сдано» по руководящим нормам, команда использовала несколько композитных индикаторов: индекс загрязнения грунтовых вод (PIG), индекс загрязнения нитратами (NPI) и модель оценки риска для здоровья человека, часто применяемую Агентством по охране окружающей среды США. Затем все эти результаты нанесли на карту в системе геоинформационного анализа (GIS), чтобы увидеть, как варьируется качество воды по бассейну.

Соленая вода, жёсткая вода и что это означает

Химические результаты рисуют ясную картину. Вода в основном нейтральна по кислотности и укладывается в международные стандарты питьевой воды. Однако во многих образцах наблюдается очень высокое содержание растворённых минералов. Электропроводность, общее содержание растворённых веществ и жёсткость часто превышают рекомендованные диапазоны, особенно ниже по течению, что означает, что вода одновременно солёная и очень жёсткая. В смеси доминируют кальций, магний, хлорид, сульфат и бикарбонат, что указывает на интенсивное взаимодействие с карбонатными и испаряющимися породами вдоль пути течения. Напротив, уровень нитратов повсюду низкий, значительно ниже порога, связанного с проблемами со здоровьем, такими как синдром «синего ребёнка». Когда исследователи свели всю химическую информацию в показатель PIG, почти половина проб попала в класс «очень высокое загрязнение», однако это «загрязнение» в значительной степени обусловлено естественным обогащением минералами, а не сельскохозяйственными удобрениями или сточными водами.

Микробы, риски для здоровья и кто наиболее подвержен

Биологические тесты дали иную перспективу. Классические индикаторы фекального загрязнения, такие как колиформные бактерии и Escherichia coli, отсутствовали во всех образцах, что хорошая новость в отношении недавнего загрязнения. Тем не менее Staphylococcus aureus, бактерия, связанная с различными инфекциями, была обнаружена примерно в одном из пяти участков, что намекает на локальные санитарные проблемы, такие как протекающие септики или плохо защищённые колодцы. Используя наблюдаемые уровни нитратов, команда оценивала долгосрочные риски для здоровья взрослых и детей при употреблении воды и при контакте с кожей. Все значения индекса опасности были значительно ниже уровня беспокойства, что означает: при текущем уровне нитраты в подземных водах представляют мало неблокирующего неконкурентного риска для здоровья, даже для детей, которые пьют больше воды относительно массы тела.

Естественные силы, следы человека и путь вперёд

Собрав воедино все данные, исследование приходит к выводу, что подземные воды в бассейне Буанан в основном формируются за счёт естественного взаимодействия порода–вода, которое повышает солёность и жёсткость, тогда как влияние человека на уровень нитратов остаётся пока умеренным. В то же время редкие обнаружения вредных бактерий и наличие сильно минерализованной воды в некоторых колодцах показывают, что качество неоднородно и может быть уязвимым. Авторы утверждают, что их сочетание инструментов — химические индексы, расчёты рисков для здоровья, статистический анализ и картирование — предлагает мощный и воспроизводимый способ отслеживать этот скрытый ресурс. Для местных сообществ послание двояко: сегодня подземные воды в целом безопасны с точки зрения нитратов, но могут быть очень жёсткими и солёными, а некоторые колодцы показывают признаки санитарной уязвимости. Защита этой жизненно важной воды в условиях потепления и увеличения засушливости потребует улучшенного управления сточными водами, бережного использования земель и регулярного мониторинга, чтобы вода под равниной Буанан оставалась надёжным источником жизни в будущем.

Цитирование: Nouayti, A., Mansour, A.E., Nouayti, H. et al. Evaluation of groundwater quality in the bouanane plain using the groundwater pollution index, nitrate pollution index, and microbiological indicators. Sci Rep 16, 13937 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44619-w

Ключевые слова: качество грунтовых вод, полузасушливый Марокко, загрязнение нитратами, безопасность питьевой воды, солёность водоносного горизонта