science >> Wetenschap >  >> Natuur

Landelijke waterbronnen in High Plains Aquifer vertonen een grote toename van nitraatniveaus

Allie Richard Lane, afgestudeerd aan de Kansas State University, afgestudeerd in geologie, bemonstert water uit putten als onderdeel van een 40-jarige vergelijkende studie van putten in de Great Bend Prairie Aquifer. Het onderzoek heeft problemen met de waterkwaliteit aan het licht gebracht. Krediet:Kansas State University

Eigenaars van een privébron in Kansas zouden de waterkwaliteit jaarlijks moeten testen, volgens een recent onderzoek van de Kansas State University waaruit bleek dat nitraatniveaus in ondiepe putten boven de normen van de Amerikaanse Environment Protection Act lagen.

"De veranderingen die we hebben gemeten in de Great Bend Prairie Aquifer lijken groot te zijn in vergelijking met veranderingen die zijn waargenomen in een nationaal onderzoek door de U.S. Geological Survey, " zei Matthew Kirk, Kansas State University universitair hoofddocent geologie en hoofdonderzoeker van de studie.

De Great Bend Prairie Aquifer, een deel van High Plains Aquifer, was de focus van een 40-jarige vergelijkende studie van waterputten op het platteland, onlangs gepubliceerd in de Hydrogeologie tijdschrift . Kirk en Alexandrië "Allie" Richard Lane, Kansas State University 2018 master's degree afgestudeerd in geologie, publiceerde de studie samen met Donald Whittemore, Kansas Geologisch Onderzoek; Randy Stotler, Universiteit van Kansas Afdeling Geologie; en John Hildebrand en Orrin Feril, beide met Big Bend Grondwaterbeheer District nr. 5.

"The Great Bend Prairie Aquifer is erg kwetsbaar voor besmetting en als eigenaren van landelijke bronnen niet weten dat er een probleem is, ze kunnen er duidelijk niets aan doen, " bovengenoemde Kirk. De "gemeenten moeten veilig drinkwater voor stadsingezetenen testen en verstrekken maar de particuliere landelijke broneigenaars zouden de verantwoordelijkheid moeten nemen om hun bronnen minstens elk jaar te testen."

Volgens Laan, die nu werkt voor het Kansas Department of Health and Environment, er zijn veel kits die online kunnen worden gekocht voor minder dan $ 40 die op bacteriën testen, pesticiden, leiding, koper, ijzer, nitraat en waterhardheid in waterputten.

"Die kits zijn goed te gebruiken voor basismetingen en als er iets aan de hand is, dan kunnen bewoners een monster naar een laboratorium sturen voor verder onderzoek, ' zei Lane. 'Bij KDHE, we proberen particuliere waterputgemeenschappen te informeren dat het belangrijk is om hun putten jaarlijks te testen."

De studie van Kirk en Lane uit 2016 mat waterchemie en vergeleek deze met metingen uit de jaren 70 op dezelfde locaties. Twintig van de 21 putten hadden verhogingen van nitraatconcentraties, of niet 3 , vergeleken met de monsters uit de jaren 70. Zeven putten overschreden de nitraatconcentraties die zijn toegestaan ​​volgens de EPA-norm voor drinkwater. In het onderzoek van de jaren zeventig slechts één van de putten was boven de huidige EPA-norm.

"Er is niet zoveel werk aan de waterkwaliteit geweest als aan de waterkwantiteit in de High Plains Aquifer, Kirk zei. "Grondwateropslag in de Great Bend Prairie Aquifer is relatief stabiel, maar als het water er is en de kwaliteit verslechtert, dat is ook slecht."

Volgens Kirk, hoge nitraatgehalten in drinkwater kunnen gezondheidsproblemen veroorzaken bij mens en vee door het transport van zuurstof door het bloed te verstoren en mogelijk een hoger risico op kanker te veroorzaken. Te veel nitraat in het grondwater kan ook het vrijkomen van uranium en selenium uit het sediment in het water stimuleren. Hoewel de waterkwantiteit momenteel een grote zorg kan zijn voor veel plattelandsgebieden, Kirk zei dat problemen met de waterkwaliteit binnenkort bovenaan de lijst van landelijke waterproblemen kunnen komen te staan.

"Andere delen van de High Plains Aquifer zullen waarschijnlijk ook veranderingen ondergaan, maar het duurt alleen langer om te verschijnen vanwege de transporttijd tussen het oppervlak en de grondwaterspiegel, ' zei Kirk.

Die transporttijd is vrij snel in het studiegebied omdat de grond zanderig is en het grondwater dichter bij het oppervlak ligt, zei Kirk. In aanvulling, de watervoerende laag en zandgrond zijn geen ideale leefomgeving voor de microben die het water helpen zuiveren door nitraat te consumeren.

"Grondwater in de Great Bend Prairie Aquifer heeft vaak zuurstof en waar dat het geval is, micro-organismen ademen meestal de zuurstof in plaats van nitraat, ' zei Kirk.

Volgens de onderzoeksresultaten de putten met de hoogste verontreiniging waren die in velden die voor gewassen werden gebruikt, en het isotopische bewijs - zoals een chemische handtekening - laat zien dat het nitraat in de watervoerende laag afkomstig is van kunstmest. Kirk zei dat kunstmest boeren helpt de oogst te verhogen, maar overtollige kunstmest kan de watervoorziening vervuilen.

"Ik weet niet hoe de toekomst eruitziet of hoe we deze problemen in evenwicht houden - voedsel voor de wereld verbouwen en de natuurlijke hulpbronnen gezond houden om dat voedsel te verbouwen - maar we moeten manieren vinden om de accumulatie van nitraten te vertragen en nitraat beter te beheren in de toekomst, ' zei Kirk.

Kirk pleit voor precisielandbouw om kunstmest toe te passen en bodembedekkers te planten - die overtollig nitraat in de grond gebruiken wanneer ze worden geplant tussen de oogst van het ene voedselgewas en het planten van het volgende. Kirk zei dat deze twee praktijken de afvoer van overtollige kunstmest helpen verminderen en steeds vaker voorkomen bij geïrrigeerde landbouw in de regio. Hij zei ook dat er meer studies nodig zijn om te evalueren of de drastische toename tussen de twee tijdsperioden van de studie afvlakt of dat deze de afgelopen jaren net is toegenomen.

"We hebben meer gegevens nodig over de seizoensvariatie in nitraatniveaus en meerdere jaren aan gegevens om de trend van de toename echt te begrijpen, " Zei Kirk. "We hopen ook extra putten te kunnen bemonsteren om veranderingen in een groter deel van de watervoerende laag te evalueren. We wilden deze bevinding documenteren en proberen het woord te verspreiden omdat, aan het eind van de dag, het is een grote toename van nitraat en kan de gezondheid van mensen beïnvloeden."