挖深更安全的水

高水平的天然的存在砷的水用于饮用被称为史上最大的集体中毒事件。元素被发现在至少70个国家地下水,可能影响超过1.4亿人的健康,据联合国儿童基金会,联合国儿童基金会。

在20世纪下半叶,在地表水对细菌病原体的担忧有所加剧,导致腹泻病和高婴儿死亡率。这导致了一个国际开车去鼓励人们使用地下水而不是没有处理过的水。数以百万计的垂直管道、无聊大约30米在地上,用手泵顶部,安装。大多数农场和家庭在亚洲地区没有自来水挖自己至少有一个浅井。

但到了1980年代中期,很明显,没有。在西孟加拉邦,印度的东部地区,以前看不见的皮肤损伤出现了惊人的频率。这些是确定为砷中毒的症状,和源追溯到水井的水。在几年之内,是确定孟加拉国患有类似的突发公共卫生事件在一个更大的规模。随后十年这个问题确定在印度的其他地方,以及越南、柬埔寨、巴基斯坦、尼泊尔和缅甸。

韬光养晦

砷在地下水中的水平不会立即杀死。相反,它需要5到20年,任何物理警告标志。难看的病变和发现肤色是常见的第一个症状,但砷毒在体内几乎所有系统。“砷引起更多的疾病和[-]健康结果比其他任何有毒元素我们知道,“流行病学家解释说阿兰史密斯从在美国加州大学伯克利分校。史密斯一直致力于长期接触砷的影响通过地下水自1990年代初。“第一心血管疾病死亡率的增加原因,和后来的癌症。肺和膀胱癌是两种最常见的致命的癌症在受影响的人来说,史密斯说。

皮肤损伤是一个疾病的晚期表现,解释道Dipankar察克拉波提主任在西孟加拉邦Jadavpur大学环境研究学院。察克拉波提是一个早期的告密者的存在高浓度的砷在地下水在西孟加拉邦然后孟加拉国。皮肤损伤的出现意味着已经发生严重的内部损伤和受害者的生活是危险的,”他说。察克拉波提筛选了100000人从arsenic-affected村庄在西孟加拉邦过去25 ?年,而只有10%的人皮肤损伤,85%左右的砷水平升高的头发,指甲和尿液。

更糟的是,史密斯最近意外发现砷的影响是持久的。的风险暴露已经停止持续40年之后,”史密斯说。更长的时间比吸烟的影响,下降10到20年后人们停止。”

另一个大规模流行病学研究中,由Habibul Ahsan在美国芝加哥大学,提供了进一步的证据问题的规模。他的团队一直在追踪近30000名成年人的健康与广泛的砷暴露自2000年以来,生活在孟加拉国Araihazar区。高达五分之一的死亡在这人群暴露于砷可以部分归结于砷,“Ahsan说。

问题的根源

砷是自然存在于岩石和土壤。但是旁边的沉积物中砷的水的数量没有影响水中的砷,解释道查尔斯•哈维的水文地质学家在美国麻省理工学院。相反,它取决于环境条件。在正确的条件下,任何土壤可能释放出砷地下水,它会导致健康问题。

很明显,高砷在水缺氧(氧气耗尽),一致认为动员了砷还原氧化物的溶解,”哈维说。微生物自然出现在需要氧降解有机物和水转化成二氧化碳。在水中溶解的氧气,这些细菌带氧气从只要能:首先从硝酸盐和硫酸盐在水中,然后从氧化物如氧化铁沉淀物。沉积物中砷自然是吸附在铁氧化物,当减少,砷是无家可归,进入水中。水的深度浅井泵通常是缺氧,因为氧气被消耗时,从表面水透过土壤含水层。

我们没有全面实验证明这种还原溶解机制,”哈维说。大规模的研究,在很长一段时间,需要地图大区域地下水流动模式,并测量铁氧化物在岩石和邻近的砷含量水。”就好了几年来测量和显示,这里有铁氧化物和现在他们解散,由于砷释放到水,”哈维说。但是这将花费数百万美元,他承认。

哈维的大部分研究都集中在建立所涉及的有机碳的还原溶解过程。他的团队已经用碳年代测定法表明大多数的有机碳由细菌代谢的含水层小于50岁。古代沉积物有机碳不参与这个过程。同位素方法是一种强大的方法排除的一些潜在的有机碳来源将推动了地下水在这样一个缺氧的状态,”哈维说。

目前,他正在研究发生了什么新鲜的有机碳的来源,因为他们从表面到含水层渗透下来。三年前,他的团队建立了一个人工湖上新安装的井和仪器Munshiganj区中部的孟加拉国。湖里有鱼保持植物和藻类生产力高,提供有机碳的来源,会慢慢堕落的含水层和被微生物吃掉。我们跟踪有机碳进入含水层,”他说。

测试时间

Alexander van Geen,在纽约哥伦比亚大学的地球化学家,我们一直努力关注测试井,都已经在使用中了。2000年,他的研究小组测量了5000口井中砷的含量在孟加拉国,手持GPS定位的好,看着空间变异性。引人注目的是,分布很异类,”他说。我们计算出,在我们地区,50%的人井和水,他们不应该喝酒。然而,90%的家庭生活在100米的安全。”

但它往往是村民们很难知道哪些井是安全的,因为砷没有味道,颜色或气味。”有一个全面测试活动十年前,超过500万井进行了测试,包括我们的研究区域,”van Geen说。测试井是适当标记。我们刚刚重新测试50000井区域,发现三分之二的井有一个状态未知,因为他们已经从初始测试安装。没有方便的方式对家庭新井测试,他解释说。政府在印度和孟加拉国只有试验井,他们已经安装了。

“我们正在试图开发一种市场测试,”van Geen说。我们在比哈尔的一项研究,印度,建立砷的测试井的需求,发现10卢比(£0.10)这个地区90%的人愿意购买测试然后相当急剧下滑到50%吸收50卢比,”他说。如果你包括测试、质量控制、结果和不锈钢铭牌,价格接近2.00美元·2.50 (£1.20·1.50)。”他建议,只有测试人员的工资由家庭支付,材料和质量控制由政府补贴基金或国际援助机构。

但是他们测试的是什么水平?的世界卫生组织(世卫组织)将饮用水中砷的准则限制10µg / l,而许多受影响的国家的国家标准是50µg / l。领导的团队van Geen因此标签测试井蓝(0-10µg / l),绿色(10-50µg / l)或红色(高于50µg / l)。这并不总是受到政府官员主张,低于50µg / l是安全的,他说。

与此同时,察克拉波提质疑世界卫生组织推荐的限制本身是足够低。世界卫生组织指导值的10磅(假设计算)每天一喝两升水。在亚洲国家,成年人每天平均喝4升的水,”他说。所以对这些国家世界卫生组织指导值要低三分之一。“个人的营养状况也会影响是什么级别的安全。健康饮食的人不太可能有皮肤损伤,察克拉波提说。

挖深

一个健壮的、负担得起的和永久的测试服务将有效解决这个问题在农村,砷含量高的井。但是在一些地区所有的浅井有高含量的砷。”是最成功的有社区的安装井挖掘深层蓄水层,”van Geen说。孟加拉国政府,资金从各种捐赠者,安装了超过200000的井。浅井相比,花费约100美元,深入社区井安装通常花费1000到2000美元。

这里的假设是,水更深的地下蓄水层含有更少的砷,这通常是-但并不总是正确的。大多数深井大岩石中,解释了约翰•麦克阿瑟在英国伦敦大学学院的一个地球化学家。所有arsenic-polluted井在沉积物沉积在过去的20000年里,尽管所有的沉积物在更深的井沉积在120000年之前,”他说。减少砷在深层蓄水层,因为没有任何有机碳在老岩石。

深井是一个极好的临时修复,很可能是一个长期的修复

约翰·麦克阿瑟

可能是更深的井可能成为受砷污染随着时间的推移,然而。当水用泵从深井,它必须被淡水取代。“令人担心的是,这种新的水流入的浅含水层上覆深层蓄水层和绘图砷,“麦克阿瑟解释道。但还没有共识这是否可以发生。的造型并不容易,因为砷污染的含水层的旅行到无砷地下水大量沉积物吸附是通过。”此外,深层蓄水层往往包含一些氧化铁,而吸附砷使下来那么远。

麦克阿瑟,哈维和van Geen都最近报道的例子更深层含水层污染随着时间的推移,由于泵。”这些都是例外而非规则,”van Geen说。我认为这些例子已经红鲱鱼在很大程度上。

我们需要弄清楚这些深井将在很长一段时间,但有一些优势立即有安全的水,”哈维说。麦克阿瑟也支持社区威尔斯:“他们是一个快乐的好临时修复,很可能是一个长期的修复。

支持深井也可能来自麦克阿瑟最近发现厚粘土层25-35m存在的大部分地区。这一层可以防止砷在上层含水层达到降低含水层。我们发现很普遍,这意味着在至少三分之一的孟加拉盆地如果你放下好了超过35米你把它变成一个含水层中砷无法向下渗透,因为粘土的方式,“麦克阿瑟说。Van Geen警告,粘土层可以构成威胁如果他们释放有机物。这将帮助减少铁氧化物和砷的释放。

过滤出来

砷是一种标准污染物去除水处理厂是整个西方世界。在早期,因此,希望从水中砷可以使用小型过滤器安装在顶部的手泵的井。这些都是试图在该地区,但通常被证明是不成功的。

在西孟加拉邦,例如砷颗粒剂包挤满了氧化铝、氧化铁等安装在2400浅井。察克拉波提监控他们的进展两年了,发现没有人维护在水中砷含量低于世卫组织的指导价值,只有两个见过印度标准的价值50µg / l。他把这个问题归咎于缺乏维护。”在我看来大部分的过滤器是不错,但他们必须回流和定期清洗,否则他们将不会工作,”他说。

数以百万计的人们喝现在严重污染的水

查尔斯•哈维

麦克阿瑟说这些过滤器的另一个问题。设计他们的人忽视这一事实包含砷水还含有大量的铁。铁木底鞋,这些过滤器,主要原因是他们不正常工作。

尽管各种减排努力的起伏和正在进行的科学不确定性,人生活在受影响地区的情况已有所改善的问题是首次发现。根据世界卫生组织饮用水的人数超过50µg / l孟加拉国国家标准已经下降了约40%。但仍有2000万人使用水高于这一水平,并进一步2500万正在使用水高于10µg / l的指导价值。需要做更多的工作。数以百万计的人们现在喝严重污染的水,”哈维说。

什么听起来像一个小成本的人在发达国家人均约100美元——深井可以提供安全的水在该地区的每一个人,他说。但后来人们开始担心其他一些小他们会持续多久和其他污染物。但这不是一个理由拒绝这样做。他的沮丧是明确的。

尼娜Notman位于索尔兹伯里的科学作家,英国