Met arseen besmet bronwater in Bangladesh wordt beschouwd als een van de meest verwoestende volksgezondheidscrises ter wereld. Bijna een kwart van de bevolking van het land, naar schatting 39 miljoen mensen, drink water dat van nature door dit dodelijke element is verontreinigd, die de organen van een persoon in de loop van jaren of decennia stilletjes kan aanvallen, leiden tot kanker, hart-en vaatziekte, ontwikkelings- en cognitieve problemen bij kinderen, en dood. Naar schatting 43, In Bangladesh sterven elk jaar aan arseengerelateerde ziekten.

Om arseenbesmetting te voorkomen, veel huishoudens in Bangladesh hebben toegang tot water via privébronnen die tot 300 voet of minder zijn geboord, onder ondoordringbare kleilagen. Men denkt dat dergelijke kleilagen het grondwater in de onderliggende watervoerende lagen beschermen tegen de neerwaartse stroom van verontreinigingen. Echter, een studie gepubliceerd in Natuurcommunicatie deze week suggereert dat dergelijke kleilagen niet altijd beschermen tegen arseen, en kan in sommige putten zelfs een bron van verontreiniging zijn.

Kleilagen werden eerder verdacht van verontreiniging van het grondwater met arseen in delen van Bangladesh, de Mekongdelta van Vietnam en de Centrale Vallei van Californië, maar het nieuwe artikel levert tot nu toe het meest directe bewijs.

"Onze bevindingen dagen een wijdverbreid beeld uit, namelijk dat ondoordringbare kleilagen noodzakelijkerwijs een watervoerende laag beschermen tegen verstoring, zei Alexander van Geen, een onderzoeksprofessor aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University die al twee decennia de arseenverontreiniging van drinkwater bestudeert. "In deze context, we laten zien vanuit verschillende hoeken:mislukte pogingen om de lokale blootstelling te verlagen, boren met hoge resolutie, toezicht houden, en grondwaterdatering - dat dit eigenlijk niet het geval is voor grondwaterarseen, omdat gemeentelijke pompen op afstand het vrijkomen van arseen onder zo'n kleilaag kunnen veroorzaken."

De onderzoekers werden geïnspireerd om het onderzoek uit te voeren nadat twee handmatig gepompte gemeenschapsputten waren geboord tot tussenliggende diepten in de buurt van Dhaka, de hoofdstad van Bangladesh, plotseling mislukt, het produceren van water met verhoogde arseenconcentraties na maandenlang schoon water te hebben gegenereerd.

Het meeste zand bevat arseen, maar het is geen probleem totdat het arseen op de een of andere manier in het drinkwater terechtkomt, typisch door reactie op reactieve koolstof. De bronnen van deze reactieve koolstof blijven slecht begrepen, ondanks decennia van studie. Een mogelijkheid is dat het met de neerwaartse stroming van oppervlaktewater in het sediment terechtkomt, maar de onderzoekers toonden met grondwaterdatering aan dat een dergelijke stroom niet verantwoordelijk was in het geval van hun studiegebied. Een andere is dat reactieve koolstof vrijkomt als plantaardig materiaal ondergronds afbreekt. De derde theorie, voor het eerst gedemonstreerd in het nieuwe artikel, is dat overmatig gemeentelijk pompen de kleilagen kan samendrukken, uitknijpen van reactieve koolstof, die vervolgens arseen vrijgeeft uit lokale sedimenten.

Inderdaad, de onderzoekers ontdekten dat de recente veranderingen in arseen in de buurt van Dhaka het resultaat waren van pompen uit diepere watervoerende lagen om de gemeentelijke voorziening van de stad te bevredigen. Door deze diepe gemeentelijke pompen, de waterstanden onder Dhaka zelf zijn honderd meter lager dan ze van nature zouden zijn - de watervoerende laag vult zich gewoon niet snel genoeg. Dit depressieve gebied wordt de Dhaka "kegel van depressie, " en het strekt zich ongeveer 20 kilometer rond de stad uit.

"In Dhaka, het pompen heeft waarschijnlijk de afgifte van arseen versneld en ons in staat gesteld de veranderingen binnen een decennium te documenteren, ", aldus van Geen. "We zouden dit niet hebben bedacht zonder daar minimaal 10 jaar peilbuizen te hebben gestaan. Monitoring is niet erg spannend, maar door de monitoring hebben we iets fascinerends ontdekt."

De bevindingen van het onderzoeksteam zijn vooral zorgwekkend voor lokale huishoudens aan de rand van Dhaka die particulier putten opnieuw hebben geïnstalleerd om toegang te krijgen tot relatief ondiepe watervoerende lagen onder de ondoordringbare kleilaag.

Zelfs bij het ontbreken van diep pompen voor gemeentelijke behoeften, langdurige diffusie van opgeloste organische koolstof uit kleilagen zou kunnen verklaren waarom particuliere putten die net onder een kleilaag in andere sedimentaire watervoerende lagen zijn gescreend, meer kans hebben om verontreinigd te zijn met arseen dan diepere putten, volgens het papier.

Hoewel de geochemische omstandigheden rond elke aquifer anders zijn, het probleem van arseen en andere verontreinigingen die in diepe watervoerende lagen lekken, is niet uniek voor Dhaka. "Het is een waarschuwing en het betekent dat je in sommige gebieden waarschijnlijk putten vaker moet testen dan in andere, zei Van Geen.

Het probleem is niet uniek voor Bangladesh, of. Nu het oppompen van grondwater uit aquifers naar verwachting over de hele wereld zal doorgaan, meer globale monitoring op verontreiniging door arseen uit verdichtende kleilagen kan nodig zijn, volgens de auteurs van het artikel.

Het dilemma hoe de bevolking van Bangladesh van schoon water te voorzien blijft. Diepe putten leveren momenteel het veiligste water in Bangladesh, zei Charles Harvey, een professor civiele techniek aan het MIT die lang arseen in drinkwater heeft bestudeerd, maar niet heeft bijgedragen aan dit onderzoek. "De meeste lijken in orde, maar dit roept alarm op dat ze misschien niet in orde blijven."

De onderzoeksvraag die Van Geen vervolgens wil beantwoorden, betreft het domein van de gedragseconomie:"Hoe kun je mensen met putten met een hoog arseengehalte aanmoedigen om er iets aan te doen?"