Hydrogeochemical controls and health risk assessment of co-occurring nitrate and arsenic in private wells of the western Kansas High Plains Aquifer USA
Questo studio rivela che, sebbene la maggior parte dei pozzi privati nell'acquifero High Plains del Kansas occidentale rispetti i limiti normativi attuali per nitrati e arsenico, una parte significativa presenta ancora rischi per la salute da moderati ad elevati per bambini e adulti a causa della contaminazione concomitante derivante dal carico agricolo e dalla mobilitazione geogenica, suggerendo la necessità di una governance informata sul rischio con soglie più rigorose.
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Nel cuore rurale dell'ovest del Kansas, dove la terra si estende piatta e dorata sotto un cielo vasto, la maggior parte delle famiglie non beve dall'acqua dei rubinetti cittadini. Invece, si affida a pozzi privati scavati profondamente nel terreno per attingere acqua dall'Acquifero delle High Plains, un vasto serbatoio sotterraneo di sabbia e ghiaia che custodisce la linfa vitale della regione. Quest'acqua è generalmente limpida e fresca, ma trasporta pesi invisibili. Due tipi distinti di contaminazione si annidano spesso in essa: il nitrato, che filtra dai campi agricoli dove viene utilizzato fertilizzante azotato per coltivare grano e sorgo, e l'arsenico, un veleno naturale rilasciato dalle rocce profonde nel sottosuolo quando l'equilibola chimica dell'acqua cambia. Sebbene il nitrato sia un prodotto dell'agricoltura moderna, l'arsenico è un'eredità geologica, eppure entrambi possono finire nello stesso bicchiere d'acqua. Il pericolo non è solo che queste sostanze esistano, ma che le attuali norme di sicurezza, concepite decenni fa, potrebbero non cogliere l'intera portata del rischio che rappresentano per le persone che le bevono ogni giorno.
Un team di ricercatori della Fort Hays State University si è messo in viaggio per comprendere esattamente come questi due contaminanti si comportino insieme nei pozzi privati di quattro contee dell'ovest del Kansas. Hanno raccolto acqua da cinquantuno case e sorgenti, testandone una vasta gamma di sostanze chimiche per vedere cosa ci fosse realmente nell'acqua e come vi fosse arrivata. Il loro lavoro ha rivelato un quadro complesso in cui le regole della chimica spesso contraddicono le regole della regolamentazione. Hanno scoperto che, sebbene la stragrande maggioranza di questi pozzi apparisse sicura secondo gli attuali standard governativi, un esame più attento ai rischi per la salute raccontava una storia diversa. Lo studio si è concentrato pesantemente sui bambini, che sono più vulnerabili alle tossine perché bevono più acqua in relazione al proprio peso corporeo e sono ancora in fase di sviluppo. Quando i ricercatori hanno calcolato il reale rischio per la salute di un bambino che beve quest'acqua, hanno scoperto che quasi l'ottantacinque percento dei pozzi presentava un livello di rischio da moderato a molto elevato, nonostante il novanta percento di essi fosse ufficialmente etichettato come conforme.
I ricercatori hanno scoperto che la contaminazione non seguiva i confini di una mappa di contea. Ci si potrebbe aspettare che una contea con un'agricoltura intensiva avesse alti livelli di nitrati ovunque, o che una contea con certi tipi di rocce avesse alti livelli di arsenico ovunque. Tuttavia, i dati non hanno mostrato tale schema. Al contrario, il pericolo era altamente localizzato, cambiando da un pozzo all'altro a poche miglia di distanza. Questo accade perché i due contaminanti sono guidati da forze opposte. Il nitrato prospera in acqua ricca di ossigeno, una condizione creata dalla pioggia e dall'irrigazione che lavano il fertilizzante nel terreno. L'arsenico, invece, viene rilasciato quando l'acqua è povera di ossigeno, una condizione che può verificarsi in piccole sacche del sottosuolo dove la materia organica decade. Poiché queste condizioni possono esistere fianco a fianco nello stesso paesaggio, una famiglia potrebbe avere un pozzo con alti livelli di nitrato e bassi di arsenico, un altro con alti livelli di arsenico e bassi di nitrato, o una combinazione pericolosa di entrambi, a seconda interamente della specifica geologia sotto la propria proprietà.
Lo studio ha anche esaminato come la chimica dell'acqua stessa controlli questi veleni. Hanno scoperto che l'arsenico tende a viaggiare con il ferro e appare più spesso quando l'acqua è leggermente alcalina, suggerendo che venga lavato via dalle superfici minerali nel profondo del sottosuolo. Il nitrato, al contrario, viaggia con sali e calcio, confermando il suo legame con le attività agricole di superficie. I ricercatori hanno utilizzato un metodo chiamato analisi delle componenti principali, che è come smistare un mucchio disordinato di dati in categorie ordinate per vedere cosa ne guidi i cambiamenti. Questo smistamento ha confermato che la chimica dell'acqua è governata da tre processi separati: il contenuto minerale naturale delle rocce, le condizioni alcaline che rilasciano l'arsenico e i livelli di ossigeno che intrappolano o rilasciano il veleno. Questi processi operano indipendentemente, il che significa che un pozzo può essere sicuro da un contaminante pur essendo altamente pericoloso per l'altro, oppure può essere colpito da entrambi se le condizioni locali si allineano casualmente.
Forse la scoperta più sorprendente è stata il divario tra ciò che dice la legge e ciò che dicono i dati sulla salute. Secondo le attuali normative, un pozzo è considerato non sicuro solo se il nitrato supera i dieci milligrammi per litro o se l'arsenico supera i dieci microgrammi per litro. In questo studio, solo un pozzo ha superato il limite per l'arsenico e cinque hanno superato il limite per il nitrato. Secondo il conteggio ufficiale, l'acqua era sicura in quasi tutte le case. Tuttavia, quando i ricercatori hanno applicato nuove evidenze scientifiche che suggeriscono che i rischi per la salute inizino a livelli molto più bassi, il quadro è cambiato drasticamente. Se il limite di sicurezza per il nitrato venisse abbassato a cinque milligrammi per litro e per l'arsenico a cinque microgrammi per litro, più della metà dei pozzi studiati sarebbe improvvisamente considerata non sicura. Questo spostamento significherebbe che decine di famiglie, che attualmente credono che la loro acqua sia buona, stanno in realtà bevendo acqua che comporta un rischio misurabile di cancro o altre malattie croniche nel corso di una vita.
I ricercatori hanno calcolato il rischio di cancro a vita per adulti e bambini che bevono quest'acqua e hanno scoperto che circa il venticinque percento dei pozzi poneva un rischio inaccettabile di cancro per gli adulti, un livello che le agenzie sanitarie cercano solitamente di evitare. Per i bambini, il rischio era ancora più pronunciato a causa delle loro dimensioni ridotte e del maggiore consumo di acqua. Un pozzo nella contea di Norton si è distinto come particolarmente pericoloso, con livelli sia di arsenico che di nitrato abbastanza alti da rappresentare una grave minaccia per qualsiasi bambino che vi abiti. Lo studio è giunto alla conclusione che l'attuale sistema di monitoraggio, che si basa su ampie rilevazioni a livello di contea e su soglie di sicurezza obsolete, sta fallendo nel proteggere i residenti rurali. Gli autori suggeriscono che i proprietari di pozzi privati, specialmente quelli con bambini piccoli, dovrebbero testare l'acqua più frequentemente e considerare sistemi di trattamento come l'osmosi inversa, che può rimuovere sia il nitrato che l'arsenico. Raccomandano inoltre ai governi locali di aggiornare le proprie linee guida per riflettere i nuovi, più rigorosi limiti di sicurezza sostenuti dalla scienza moderna, assicurando che i rischi invisibili nell'acqua vengano finalmente portati alla luce.
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