Een nieuwe kaart belicht mogelijke hotspots van arseenverontreiniging in het grondwater
Argentinië (provincie Misiones, afgebeeld) is een bekende hotspot van arseen in grondwater. Een nieuwe kaart onthult andere mogelijke probleemplekken over de hele wereld.
Maar liefst 220 miljoen mensen over de hele wereld lopen het risico het drinken van met arseen verontreinigd grondwater, vindt een nieuwe studie.
Door klimaat-, milieu- en geologische gegevens te combineren met machine learning, maakten onderzoekers een wereldkaart, beschreven op 22 mei Wetenschap, dat voorspelt waar arseenconcentraties in het grondwater waarschijnlijk hoger zijn dan 10 microgram per liter, een kluis drinkwater limiet vastgesteld door de Wereldgezondheidsorganisatie.
Arseen is in zeer kleine hoeveelheden aanwezig in veel verschillende soorten grond en gesteente. Het wordt schadelijk voor mensen wanneer het uit deze grond en in het grondwater uitspoelt, wat kan gebeuren door een verscheidenheid aan chemische processen. Langdurige blootstelling kan huidletsels en kanker veroorzaken.
Wetenschappers hebben eerder veel hotspots van arseenverontreiniging in het grondwater geïdentificeerd, waaronder regio’s van Bangladesh, Argentinië en Vietnam (SN: 20-11-02; SN: 3/5/15). Maar voor veel andere regio’s ontbreken gegevens over grondwaterarsenicum.
Daarom wilden milieuwetenschapper Joel Podgorski en hydroloog Michael Berg, beiden van het Zwitserse Federale Instituut voor Aquatische Wetenschap en Technologie in Dübendorf, een globale risicokaart met hoge resolutie maken op basis van tientallen verschillende omgevingsfactoren, van temperatuur en neerslag tot bodemleeftijd en pH.
“In de afgelopen 12 jaar zijn er veel meer gegevens beschikbaar gekomen”, zegt Podgorski. Hij en Berg verzamelden gegevens van bijna 80 onderzoeken. Vervolgens gebruikten ze een machine learning-techniek, de ‘random forest’-methode, die voorspellingen van het arseenrisico creëerde bij een resolutie van één vierkante kilometer, op basis van verschillende subsets van de gegevens. De onderzoekers gemiddeldeelden vervolgens de resultaten van ongeveer 10.000 verschillende voorspellingen samen om de uiteindelijke kaart te maken.
Arseen hotspots
Onderzoekers hebben deze wereldkaart gemaakt om te voorspellen waar arseenconcentraties in het grondwater waarschijnlijk hoger zijn dan 10 microgram per liter, een limiet voor veilig drinkwater die is vastgesteld door de Wereldgezondheidsorganisatie. Rood geeft gebieden aan met een hoge waarschijnlijkheid om die limiet te overschrijden, terwijl donkerblauw een lage waarschijnlijkheid aangeeft.
Waar het risico op met arseen verontreinigd grondwater het grootst is
Het resultaat is “echt de eerste echt wereldwijde risicokaart van arseenverontreiniging in grondwater”, zegt Podgorski. De kaart toont veel van de verwachte hotspots voor arseenverontreiniging, vooral in Azië en Zuid-Amerika. Maar het wijst ook op een mogelijk verhoogd risico in minder goed bestudeerde regio’s, waaronder Centraal-Aziatische landen zoals Kazachstan en Mongolië, een groot aantal landen rond de Sahara en in het noordpoolgebied.
Zelfs in de Verenigde Staten, meer dan een miljoen plattelandsbewoners kan onbewust worden blootgesteld aan arseenverontreiniging in hun drinkwaterputten. Risicokaarten op basis van statistische modellen, zoals de kaart van Podgorski en Berg, kunnen de arseenconcentraties van individuele bronnen niet voorspellen, schrijft geochemist Yan Zheng van de Southern University of Science and Technology in Shenzhen, China, in een commentaar
in hetzelfde nummer van Wetenschap. Maar, merkt ze op, ‘de grootste waarde van de kaart ligt in het identificeren van potentiële risicogebieden die niet zijn getest’.
Podgorski is het daarmee eens. ‘Dit is een basisboodschap van de kaart; het moet worden gebruikt als leidraad voor meer tests. ”
