Когда в 1990-х годах Эрин Брокович подала в суд на крупную коммунальную компанию за загрязнение питьевой воды шестивалентным хромом, токсичным и канцерогенным металлом, всеобщее внимание было обращено на Калифорнию. Теперь исследователи определили, что естественные источники элемента могут быть географически более важными, когда речь идет об управлении подземными водами штата.
В исследовании, опубликованном в Интернете 27 июня в журнале Environmental Science & Technology, ученые из Стэнфорда использовали базу данных подземных вод штата и новые средства отслеживания источников для определения скважин, содержащих шестивалентный хром из промышленности, по сравнению с теми, которые были загрязнены из природных источников. - некоторые из них могли также возникнуть в результате деятельности человека.
Исследование показало, что встречающийся в природе хром затрагивает большую территорию, большее количество колодцев и большую численность населения по всей Калифорнии, чем промышленные источники, предлагая новый взгляд на то, как следует управлять ресурсами подземных вод Калифорнии.
«Хотя самые высокие концентрации хрома в любой отдельной скважине явно связаны с промышленными утечками, наибольшее количество скважин и самое большое географическое распространение связано с этим встречающимся в природе хромом», - сказал соавтор Скотт Фендорф из Huffington. Семейный профессор наук о системе Земли в Школе наук о Земле, энергетике и окружающей среде (Stanford Earth). «Поскольку мы продолжаем настаивать на необходимости использования и управления подземными водами, понимание того, как эти естественные загрязнители могут подвергать воду опасности, становится очень, очень важным».
Безвредный и токсичный хром
Безвредная природная форма химического вещества, известная как трехвалентный хром, необходима, чтобы помочь людям расщеплять глюкозу. Он с трудом перемещается в окружающей среде и прилипает к минералам в почве и отложениях - это то, что придает серпентинитовым породам в горах Прибрежного хребта в Калифорнии их культовый зеленый оттенок.
Токсичная форма, шестивалентный хром, хорошо растворима и легко перемещается в окружающей среде. Промышленное использование шестивалентного хрома включает гальваническое покрытие, производство стали, дубление кожи и обработку древесины. Питьевая вода, содержащая шестивалентный хром, также известный как хром-6 или Cr(VI), считается угрозой для здоровья человека, увеличивая риск рака желудка и кишечника.
Ученые пытались понять, что заставляет естественную форму хрома, связанного с горными породами, превращаться в токсин, который может попасть в грунтовые воды. Основываясь на том, где они находят токсичную форму в Центральной долине и других регионах, соавторы исследования подозревают, что деятельность человека, такая как откачка грунтовых вод, может способствовать этой трансформации.
«Мы должны начать рассматривать пути, по которым мы можем непреднамеренно создать плохую форму хрома из хорошей и в конечном итоге загрязнить наши водоносные горизонты», - сказал Фендорф, который также является старшим научным сотрудником Стэнфордского института Вудса. окружение.«Лучшее, что мы можем сделать, - это определить процессы, которые ускоряют естественное окисление, а затем попытаться разработать методы управления, которые минимизируют их - если они действительно происходят, с ними становится очень дорого».
Отслеживание токсина
Исследователи проанализировали почти 90 000 значений хрома из базы данных Калифорнийской программы мониторинга и оценки окружающей среды подземных вод (GAMA). Около половины этих измерений отслеживают общественное снабжение питьевой водой в Калифорнии. Из них 15 процентов содержали более высокие уровни шестивалентного хрома, чем стандарт питьевой воды 2014 года, составляющий 10 частей на миллиард.
Ученые определили, какие из 234 других химических веществ в базе данных часто встречаются с шестивалентным хромом, и использовали эту информацию, чтобы выяснить, где встречающийся в природе хром угрожает качеству грунтовых вод и какие процессы могут быть ответственны за это. Результаты показывают широкомасштабную трансформацию трехвалентного хрома на побережье Калифорнии и в Центральной долине, а также высокие концентрации шестивалентного хрома в промышленных горячих точках штата, вокруг Лос-Анджелеса и в районе залива Сан-Франциско.
«Мы действительно были сосредоточены на промышленном загрязнении, но в этом документе представлено визуальное представление всех различных процессов, ответственных за загрязнение хромом-6, и подчеркивается, насколько региональными могут быть эти меры контроля», - сказал ведущий. автор Дебра Хаусладен, научный сотрудник Университета Лозанны, которая проводила исследования для исследования в качестве аспиранта в области наук о системе Земля в Стэнфорде. «Очень важно иметь целостный взгляд на то, как мы разрабатываем стратегии управления подземными водами».
Исследователи надеются создать более подробные карты распространения природных загрязняющих веществ, которые могут угрожать грунтовым водам, и путей, по которым они могут попасть в водную систему Калифорнии.
«Люди понимают, что нам нужно беспокоиться не только о традиционных промышленных загрязнителях - мы должны понимать, что почти в каждом водоносном горизонте есть естественные загрязнители», - сказал Фендорф.«Вопрос заключается в том, останется ли загрязняющее вещество безопасным в твердой форме или оно перейдет в водную фазу?» Мы должны следить за тем, чтобы загрязняющие вещества оставались внутри твердых частиц и не подвергали опасности наши запасы воды».