Lerlag og fjern pumpning udløser forurening af arsen i grundvandet i Bangladesh

Brøndvand forurenet af arsen i Bangladesh betragtes som en af ​​de mest ødelæggende folkesundhedskriser i verden. Næsten en fjerdedel af landets befolkning, anslået 39 millioner mennesker, drikke vand naturligt forurenet af dette dødbringende element, som lydløst kan angribe en persons organer over år eller årtier, fører til kræft, kardiovaskulær sygdom, udviklingsmæssige og kognitive problemer hos børn, og død. Anslået 43, 000 mennesker dør hvert år af arsen-relateret sygdom i Bangladesh.

For at undgå arsenforurening, mange bangladeshiske husstande får adgang til vand via private boringer boret til 300 fod eller mindre, under uigennemtrængelige lerlag. Sådanne lerlag har været antaget at beskytte grundvand i de underliggende akviferer mod nedadgående strøm af forurenende stoffer. Imidlertid, en undersøgelse offentliggjort i Naturkommunikation denne uge tyder på, at sådanne lerlag ikke altid beskytter mod arsen, og kan endda være en forureningskilde i nogle brønde.

Lerlag havde tidligere været mistænkt for at forurene grundvand med arsen i dele af Bangladesh, Mekong -deltaet i Vietnam og Central Valley of California, men det nye papir giver de mest direkte beviser hidtil.

"Vores resultater udfordrer et bredt opfattelse, nemlig at uigennemtrængelige lerlag nødvendigvis beskytter en akvifer mod forstyrrelser, "sagde Alexander van Geen, en forskningsprofessor ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, der har studeret arsenforurening af drikkevand i to årtier. "I denne sammenhæng, vi viser fra flere forskellige vinkler - mislykkede forsøg på at sænke lokal eksponering, boring i høj opløsning, overvågning, og grundvandsdatering - at dette faktisk ikke er tilfældet for grundvandsarsen, fordi fjern kommunal pumpning på afstand kan udløse frigivelse af arsen under sådan et lerlag. "

Forskerne blev inspireret til at gennemføre undersøgelsen, efter at to manuelt pumpede samfundsboringer boret til mellemliggende dybder i nærheden af ​​Dhaka, hovedstaden i Bangladesh, pludselig mislykkedes, producerer vand med forhøjede koncentrationer af arsen efter at have genereret rent vand i mange måneder.

Det meste sand indeholder arsen, men det er ikke et problem, før arsenet på en eller anden måde frigives til drikkevand, typisk gennem reaktion på reaktivt carbon. Kilderne til dette reaktive carbon forbliver dårligt forstået, trods årtiers studier. En mulighed er, at den bevæger sig ind i sedimentet med nedstrømmende overfladevand, men forskerne viste med grundvandsdatering, at en sådan strømning ikke var ansvarlig i tilfælde af deres undersøgelsesområde. En anden er, at reaktivt kul frigives, når plantemateriale nedbrydes under jorden. Den tredje teori, demonstreret for første gang i det nye papir, er, at overdreven kommunal pumpning kan komprimere lerlagene, klemmer reaktivt kulstof ud, som derefter frigiver arsen fra lokale sedimenter.

Ja, forskerne fandt ud af, at de nylige ændringer i arsen i nærheden af ​​Dhaka var resultatet af pumpning fra dybere akviferer for at tilfredsstille byens kommunale forsyning. På grund af denne dybe kommunale pumpning, vandstanden under selve Dhaka er hundrede meter under, hvad de naturligvis ville være - akviferen genfyldes bare ikke hurtigt nok. Dette deprimerede område kaldes Dhaka "depressionskegle, "og den strækker sig cirka 20 kilometer rundt i byen.

"I Dhaka, pumpningen fremskyndede sandsynligvis frigivelsen af ​​arsen og tillod os at dokumentere ændringerne inden for et årti, "sagde van Geen." Vi ville ikke have fundet ud af dette uden at have været der og overvåge brønde i mindst 10 år. Overvågning er ikke særlig spændende, men på grund af overvågningen opdagede vi noget fascinerende. "

Forskergruppens resultater er især bekymrende for lokale husstande i udkanten af ​​Dhaka, der privat har geninstalleret brønde for at få adgang til relativt lavvandede vandførere under det uigennemtrængelige lerlag.

Selv i mangel af dyb pumpning til kommunale behov, langsigtet diffusion af opløst organisk kulstof fra lerlag kunne forklare, hvorfor private brønde, der screenes lige under et lerlag i andre sedimentære vandførere, er mere tilbøjelige til at være forurenet med arsen end dybere brønde, ifølge papiret.

Mens de geokemiske forhold omkring hver akvifer er forskellige, problemet med arsen og andre forurenende stoffer, der lækker ned i dybt akvifer grundvand, er ikke unikt for Dhaka. "Det er en advarsel, og det betyder, at du i nogle områder sandsynligvis skal teste brønde oftere end andre, "sagde van Geen.

Problemet er ikke unikt for Bangladesh, enten. Med grundvandspumpning fra akviferer forventes at fortsætte i hele verden, mere global overvågning af forurening med arsen fra komprimering af lerlag kan være nødvendig ifølge papirets forfattere.

Dilemmaet om, hvordan man forsyner Bangladeshs befolkning med rent vand, forbliver. Dybe brønde leverer i øjeblikket noget af det sikreste vand i Bangladesh, sagde Charles Harvey, en professor i civilingeniør ved MIT, der længe har studeret arsen i drikkevand, men ikke bidrog til denne forskning. "De fleste ser ud til at have det godt, men dette vækker alarm om, at de måske ikke forbliver fine. "

Forskningsspørgsmålet van Geen vil gerne behandle det næste indtager adfærdsøkonomisk område:"Hvordan kan du tilskynde mennesker, der har brønde med et højt arsenindhold, til at gøre noget ved det?"