Стоки реки Тихуана добираются до атмосферы Сан-Диего с неожиданным размахом. Токсичные соединения способны проплывать под водой в семь раз дальше, чем показывали прошлые расчеты. Раньше специалисты полагали, что вредные примеси быстро улетучиваются или разносятся ветром лишь на короткие расстояния от государственной границы. Река постоянно сносит в Тихий океан у Империал-Бич сложную смесь из неочищенных канализационных стоков из туалетов, промышленных отходов и городского поверхностного стока. Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде решили проверить, куда именно уносит этот коктейль, и собрали пробы воздуха в четырех точках вдоль побережья в конце лета 2024 года.
Аномальный летний сезон сбросов
Обычно в августе и сентябре стоит засуха, и речной сток падает почти до нуля. Но в 2024 году сложилась совсем другая картина. Несмотря на отсутствие дождей, через реку в Тихий океан ежедневно неслося от 160 миллионов до 207 миллионов литров сточных вод. Это создало мощный и неожиданный выброс загрязнений в разгар сухого сезона. Исследователи начали отслеживать диметилтрисульфид — летучее сернистое соединение, которое появляется при разложении органики и присутствует в сточных водах. Они фиксировали это вещество несколько раз в день на всех четырех участках, включая самую дальнюю точку у пирса Института океанографии Скриппса в Ла-Холье. Расстояние от устья реки составило около 35 километров или 22 миль. Здесь возникла серьезная научная загадка. Вещество очень недолговечно в воздухе. Если бы оно летело исключительно по воздуху от устья реки, то большая его часть разрушилась бы задолго до того, как добралось бы до Ла-Хольи. Ученые поняли, что ветер и обычный атмосферный перенос не объясняют таких результатов.
Помог случай. Десятого сентября насосная станция перенаправила стоки на юг, и объем сбросов в реку резко сократился. Концентрация того же диметилтрисульфида в Ла-Холье сразу рухнула на 86%. При этом часть химикатов задержалась еще примерно на два дня. Стало понятно, что где-то по дороге существовал промежуточный накопитель загрязняющих веществ.
Роль океанских течений
Этим резервуаром оказался океан. В водной среде соединения серы распадаются гораздо медленнее, чем в воздухе. Океанские течения подхватывают загрязнения и несут их далеко на север, прежде чем они пересекают границу между водой и атмосферой. Компьютерное моделирование показало, что на глубине около 10 метров до 76% этого соединения способно пережить долгое путешествие вдоль побережья. Некоторые молекулы временно цепляются за органические микрочастицы в воде. Это защищает их от быстрого испарения и позволяет путешествовать автостопом вместе с течениями, постоянно обмениваясь компонентами между водой, взвесью и воздухом.
Океанские измерения предоставили дополнительные доказательства. В августе и сентябре 2024 года исследователи зафиксировали необычно пресную воду, тянущуюся вдоль побережья. Вода около Дель-Мара все сильнее напоминала образцы из зоны сброса реки Тихуана. Модели циркуляции океана также подтвердили движение течений на север в указанный период. Явление не ограничивалось одним веществом. Специалисты измерили сотни летучих органических соединений и нашли целую группу веществ, которые ведут себя точно так же. Все они обладают нужными химическими свойствами, чтобы долго плыть в воде, а затем переходить в газообразное состояние.
Авторы работы подчеркивают, что их наблюдения пришлись на период аномально сильных и непрерывных сбросов в сухой сезон. Теперь ученым предстоит выяснить, как меняется эта картина в обычные сезоны при других ветрах, сезонных течениях и меняющихся речных стоках. Работа не оценивала возможное влияние концентраций загрязнителей на здоровье человека, однако полученные выводы кардинально меняют подход к экологии прибрежных зон. Традиционные модели прогноза чистоты воздуха не учитывают, что токсичные элементы способны преодолевать огромные расстояния подводными путями, прежде чем отравить атмосферу над курортами. По мнению исследователей, результаты доказывают ошибочность разделения экологии на изолированные сферы. Качество воды и воздуха неразрывно связаны, поэтому недостаточно просто закрыть пляжи для купания — необходимо очищать воду еще и ради безопасности дыхания.
