Ma soeur / Wikimedia Commons
От 94 до 220 миллионов человек, 85-90 процентов которых проживает в Южной Азии, подвергаются угрозе попадания мышьяка в организм из-за организации водоснабжения: они используют глубоко залегающие грунтовые воды для получения питьевой воды и полива сельскохозяйственных культур. Ученые составили мировую карту распространения мышьяка в грунтовых водах и оценили риски его потребления людьми, результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Мышьяк — крайне токсичный химический элемент, попадание которого в человеческий организм может привести к заболеваниям кожи, сердечно-сосудистой и нервной систем, а также способствовать развитию рака. Всемирная организация здравоохранения установила рекомендуемую концентрацию мышьяка в питьевой воде на уровне не более 10 миллиграммов на литр. Основной угрозой является использование грунтовых вод: мышьяк накапливается в водоносных горизонтах, где восстановительные условия способствуют его высвобождению из железосодержащих минералов.
Во многих засушливых регионах мира подземная толща — это главный источник пресной воды для питья и полива сельскохозяйственных культур, и местное население подвергается риску отравления мышьяком через рис и питьевую воду. Глобальная оценка риска отравления мышьяком из грунтовых вод до сих пор не была проведена ввиду затруднений с получением данных об использовании водных ресурсов и ведении сельского хозяйства развивающимися странами, а также недостаточно тщательного экологического мониторинга химического состава грунтовых вод в таких регионах.
Ученые под руководством Джоэла Подгорски (Joel Podgorski) и Майкла Берга (Michael Berg) из Швейцарского федерального института водных наук и технологий создали первую мировую карту распространения мышьяка в грунтовых водах (с глубиной залегания ниже 100 метров от поверхности). Для ее разработки они обобщили данные из почти 80 исследований содержания мышьяка в водоносных горизонтах, которые включали 200 тысяч анализов воды и около 55 тысяч точек опробования на территориях Буркина-Фасо, Аргентины, Мексики, Китая, Южной и Юго-Восточной Азии, США и Дельты Красной реки во Вьетнаме, а также осадочных бассейнов по всему миру.
Точки, в которых загрязнение грунтовых вод мышьяком было измерено инструментальными методами
Joel Podgorski and Michael Berg / Science, 2020
Чтобы определить ранее неизвестные области загрязнения мышьяком, авторы исследования провели математическое моделирования, используя 52 предикторные переменные: почвенные свойства (гранулометрический состав, органическое вещество, pH), геологические и климатические (количество осадков, фактическое и потенциальное суммарное испарение, а также температуру воздуха) показатели, а также топографический индекс влажности.
Карта вероятности обнаружения концентраций мышьяка в грунтовой воде выше рекомендуемого уровня (10 миллиграммов на литр)
Joel Podgorski and Michael Berg / Science, 2020
Joel Podgorski and Michael Berg / Science, 2020
Однако, загрязнение глубоко залегающих грунтовых вод мышьяком еще не означает повышенные риски для здоровья людей — ведь они могут и не использовать эту воду в хозяйстве. Поэтому авторы исследования провели оценку рисков отравления людей мышьяком, используя информацию, изложенную в базе данных по продовольствию и сельскому хозяйству ООН AQUASTAT.
Площадь загрязненных мышьяком грунтовых вод и процент населения, который подвержен риску употребления такой воды
Joel Podgorski and Michael Berg / Science, 2020
Итоговая оценка риска мышьяка указала, что от 94 до 220 миллионов человек по всему миру (из которых от 85 до 90 процентов проживает в Южной Азии) подвергаются угрозе попадания мышьяка в организм из-за организации водоснабжения. Ученые также отметили, что при интенсификации сельского хозяйства в развивающихся странах и использовании грунтовых вод для орошения число таких людей продолжит расти.
Важнейшим шагом навстречу продовольственной безопасности может стать модернизация ирригационных систем: недавнее исследование показало, что она способна прокормить дополнительно 800 миллионов человек
Марина Попова
