По слідах води: французький досвід дослідження взаємодії річкових і підземних вод (моніторинг полютантів)

У межах наукового стажування за програмою NADIYA, що реалізується за підтримки Посольства Франції в Україні та Французького інституту в Україні до École Nationale du Génie et de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES), the Institut Terre et Environnement de Strasbourg (ITES), доцентка кафедри аналітичної і біонеорганічної хімії та якості води Надія Прокопчук мала можливість долучилася до польових досліджень, спрямованих на поглиблене вивчення взаємодії річкових і підземних вод. Головною метою досліджень є аналіз просторово-часових особливостей міграції забруднювачів у різних водних середовищах.

Моніторинг річки: поліфакторний вплив та індикаторні забруднювачі

Перший етап польових робіт - відбір проб річкової води у ділянці, що знаходиться під впливом як сільськогосподарських, так і урбанізованих територій. Така локалізація дозволяє комплексно оцінити навантаження на водний об’єкт та виділити ключові групи полютантів.

Додатково проби відбираються на випуску очисних споруд, щоб визначити, які саме міські забруднювачі, зокрема фармацевтичні сполуки, скидаються у річку. Такі речовини не характерні для сільськогосподарських територій, тому їхня присутність, наприклад, у підземних водах може свідчити про інфільтрацію води міського походження.

Автоматичний пробовідбір: репрезентативність та точність

Для річкової ділянки застосовується автоматичний пробовідбірник, який упродовж двох тижнів акумулює близько 4 літрів води. Такий підхід дає змогу отримати інтегровану пробу та визначити середні концентрації пестицидів і фармацевтичних речовин, мінімізуючи вплив короткочасних коливань і забезпечуючи репрезентативність результатів.

П’єзометричний контроль: простеження шляху забруднювачів у водоносний горизонт

Проби підземних вод відбираються з двох п’єзометрів, розташованих уздовж трансекту від річки. Моніторинг цих точок дає змогу відстежувати переміщення забруднювачів із річки або із сільськогосподарських і міських джерел у водоносний горизонт.

• Пестициди виступають індикаторами впливу сільськогосподарської діяльності.

• Фармацевтичні сполуки слугують маркерами інфільтрації води міського походження.

Їх наявність у підземних водах, зокрема під агроугіддями, однозначно вказує на гідравлічний зв’язок річки та водоносного горизонту й на можливість проникнення урбанізованих вод у глибші шари.

Комплексний підхід до простеження руху води та забруднювачів

Поєднання результатів вимірювань у річці, на випуску очисних споруд та у підземних водах дає можливість простежити рух води й розчинених у ній речовин, використовуючи забруднювачі як індикатори для оцінки масштабів і динаміки взаємодії річка - підземні води. Такий підхід забезпечує глибше розуміння процесів обміну води та полютантів між поверхневими й підземними водами в просторі та часі.

([1] Kondor et al. 2024; [2] Llamas et al. 2022; [3] Popp et al. 2024; [4] Rodrigues et al. 2022; [5] Burke et al. 2014; [6] Barbieri et al. 2025; [7] Oberleitner 2020; [8] Imfeld et al. 2023)

Figure: Schematic representation of groundwater-river interaction in our study case. Yellow triangles, circle and diamond respectively represent contaminants such as pesticides/TPs, pharmaceuticals and PFAS/TFA. Their origin is indicated by the contour color: green for agricultural origin, blue for river origin and orange for mixed origin. The light indicates the reactivity measurement, the fingerprint the isotopy measurement for contaminants and the DNA measurement for bacterial communities, and the two hooks the concentration measurement. The calendar indicates continuous monitoring of physico-chemical and environmental parameters. Blue bars represent wells and piezometers, referencing their altitudes and groundwater levels.

Такий підхід відкриває нові можливості для розвитку методів гідрохімічного моніторингу, удосконалення систем управління водними ресурсами та прогнозування екологічних ризиків.