Nước ô nhiễm có thể đi ngược dòng không?

Nguồn nước uống cho gần 300 000 cư dân ở Trung Na Uy an toàn đến mức nào? DHI điều tra thủy động lực học đặc biệt của Hồ Jonsvatnet và lập bản đồ về mối đe dọa ô nhiễm từ các hoạt động của con người.

Mưa lớn rơi và thiếu hàng rào xử lý hiệu quả là nguyên nhân gây ra ô nhiễm. Hai loại ký sinh trùng nhỏ đã tìm đường xâm nhập vào nguồn nước uống của thành phố Bergen, Na Uy. Khoảng 1500 người bị tiêu chảy, một người thậm chí đã tử vong. Các sự cố như ở Bergen đã nâng cao nhận thức của người dân và cộng đồng Na Uy về tính dễ bị tổn thương của nguồn cung cấp nước uống của họ, chủ yếu bắt nguồn từ nước mặt.

Trondheim, thị trấn lớn thứ ba của Na Uy, lấy nước uống gần như hoàn toàn từ một hồ: Jonsvatnet, rộng 14 km2 với độ sâu tối đa 100 mét. Mặc dù có sẵn một số bản sao lưu khẩn cấp, sự tập trung này vào một nguồn duy nhất khiến Trondheim rất dễ bị ô nhiễm; đặc biệt, vì nước trong Jonsvatnet đôi khi hoạt động khá kỳ lạ.

Jonsvatnet bao gồm một lưu vực chính ở thượng nguồn, cung cấp nước uống cho Trondheim và một lưu vực nhỏ hơn ở hạ lưu. Sau đó bị ảnh hưởng bởi các hoạt động của con người từ các khu định cư và nông nghiệp. Hai lưu vực cách nhau một ngưỡng cạn. Tuy nhiên, các phép đo đã chỉ ra rằng nước ô nhiễm hơn từ lưu vực nhỏ hơn thường xuyên đi ngược dòng: nó chảy ngược ngưỡng cửa vào lưu vực lớn hơn, gây nguy hiểm cho nguồn nước nguyên sơ của nó.

Làm thế nào là điều đó có thể? DHI đề nghị điều tra vụ việc. Họ đã thiết lập một mô hình thủy động lực học đầy đủ của các lưu vực, tiết lộ dòng chảy của nước, sự tuần hoàn của nó và sự phân tầng nhiệt độ. Sau đó, mô hình thủy động lực học được ghép với một mô hình sinh thái. Điều đó cho phép DHI điều tra sự di chuyển của vi khuẩn Escherichia coli có khả năng nguy hiểm trong nước hồ.

Mô hình đã sớm tiết lộ những hoạt động của kẻ bất lương. Tình hình đặc biệt thú vị vào mùa thu. Sau đó, nước bắt đầu lưu thông ở bể nhỏ hơn so với trong chậu lớn hơn, trộn nước bề mặt ấm với nước lạnh từ độ sâu lớn hơn. Nước hỗn hợp này lạnh hơn nước bề mặt trong lưu vực lớn hơn vẫn còn phân tầng. Kết quả là, nó “chui” qua ngưỡng vào lưu vực chính. Nước ô nhiễm tiềm ẩn do đó có thể đi ngược dòng. Cuối cùng khi lưu vực chính lưu thông, nước này được vận chuyển đến nguồn nước uống, gây nguy hiểm cho cư dân của Trondheim.

Ngoài tác dụng này, thời gian ánh sáng ban ngày ngắn và nhiệt độ thấp của cuối mùa thu ở các vĩ độ này ngăn cản sự phân hủy của vi khuẩn coliform. Do đó, chất lượng nước thô có thể vẫn bị tổn hại trong một thời gian dài sau sự kiện ô nhiễm.