Ухудшение засухи может увеличить воздействие мышьяка на организм некоторых американцев

Но более тщательное тестирование, повышение осведомленности и простые решения могут помочь решить эту проблему.

Отредактировано 2023-07-08
Вода наливается в короткий прозрачный стакан сверху на синем фонеМышьяк в питьевой воде не имеет запаха, цвета и вкуса, что делает его тихим, но опасным общим загрязнителем.

Более половины континентальной части США в настоящее время испытывают засуху той или иной степени, а около четверти - сильную засуху или еще хуже. В последние годы западные и юго-западные районы США, похоже, постоянно находятся в состоянии уменьшения количества осадков и снежного покрова. Засухи имеют множество хорошо известных, потенциально катастрофических последствий - от неурожая до нехватки воды и лесных пожаров. Однако они могут иметь и более прямое воздействие на здоровье человека, поскольку влияют не только на количество воды, но и на ее качество.

Последние исследования Геологической службы США (USGS) показывают, что засухи, особенно продолжительные, которые наблюдаются в некоторых регионах США, могут увеличить риск вредного воздействия мышьяка на людей, которые полагаются на колодезную воду.

Сотни миллионов лет назад исходное качество вашей питьевой воды, возможно, было установлено в буквальном смысле слова. Мышьяк является распространенным загрязнителем подземных вод, во многом благодаря местной геологии. В штате Мэн, например, формирование Аппалачских гор и вулканическая деятельность вместе сконцентрировали мышьяк и другие металлы в трещинах в коренных породах, объясняет Сара Холл, геолог из Атлантического колледжа в Бар-Харборе. Из этих трещин тонкие изменения кислотности, температуры или скорости потока воды могут вытягивать загрязняющие вещества из породы в подземные водоносные горизонты.

И это не только в штате Мэн. Во многих районах Новой Англии, Среднего Запада и Юго-Запада содержание мышьяка превышает федеральный уровень в 10 частей на миллиард (ppb), что представляет собой особенно большую проблему для семей, полагающихся на колодезную воду, которая может быть загрязнена без ведома домовладельцев.

Воздействие мышьяка может вызвать целый ряд проблем со здоровьем, включая рак мочевого пузыря и легких, проблемы с сердцем, легочные инфекции, угнетение иммунной системы и снижение когнитивных способностей у детей, говорит Брюс Стэнтон, молекулярный физиолог из Медицинской школы Гейзеля в Дартмуте, штат Нью-Гэмпшир.

По словам Тэхьюна Ро, эпидемиолога по охране здоровья окружающей среды из Техасского университета A&M в Колледж-Стейшн, штат Техас, муниципальные источники водоснабжения регулярно проверяются, контролируются и очищаются от загрязняющих веществ, включая мышьяк. "Но в случае с частными колодцами, - говорит он, - нет никакого регулирования". В соответствии с Законом о безопасной питьевой воде города, поселки и округа, обеспечивающие население водой, обязаны следить за тем, чтобы их водоснабжение соответствовало федеральным стандартам. Хотя существует множество документально подтвержденных случаев невыполнения муниципальными властями своих обязанностей по обеспечению чистой, безопасной водой (Рох ссылается на Флинт, штат Мичиган), более 43 миллионов человек, пользующихся частными колодцами в США, вообще не защищены федеральными стандартами. Тестирование и очистка воды из бытовых колодцев - это полностью обязанность индивидуального владельца земли.

В настоящее время от 1,5 до 2,9 миллиона человек в США пьют воду из колодцев с концентрацией мышьяка выше федерального предела в 10 частей на миллиард, согласно одной из оценок USGS от 2017 года. Это число может возрасти до более чем четырех миллионов в периоды засухи, согласно исследованию USGS, проведенному в январе 2021 года.

Согласно последним исследованиям, основанным на компьютерных моделях, засуха может повысить уровень мышьяка в колодцах в среднем на 10 процентов. "Это не кажется много, но если взять это по всей стране, то влияние будет довольно большим", - говорит Мелисса Ломбард, ведущий автор исследования и гидролог USGS из Пемброка, штат Нью-Гэмпшир. Хотя она также предупреждает, что ее исследование - первое в своем роде, и модель находится "в зачаточном состоянии", - говорит Джозеф Айотт, другой гидролог USGS и соавтор исследования.

Авторы исследования предлагают несколько объяснений того, почему засухи могут повысить риск воздействия мышьяка через колодезную воду в некоторых районах. Во время засухи уровень грунтовых вод снижается. Это изменение объема может привести к изменениям в химическом составе воды, например, к повышению кислотности. Поскольку выщелачивание металлов из породы - это химическая реакция, изменения в химическом составе воды могут ускорить этот процесс. Уменьшение объема подземных вод также означает, что загрязняющие вещества, уже присутствующие в воде, становятся более концентрированными. Поэтому, даже если засуха не изменит общее количество растворенного мышьяка в колодце, каждый стакан воды из этого колодца может содержать его больше. Исследование USGS также частично учитывает реакцию человека на засуху, которая может привести к увеличению воздействия в некоторых регионах. Например, в период продолжительной засухи в Калифорнии поверхностные воды ограничены, и для удовлетворения потребностей штата приходится закачивать больше воды из-под земли, говорит Рич Паулу, гидролог, изучающий этот вопрос. По данным исследования, опубликованного в 2018 году в журнале Nature Communications, чрезмерная откачка воды может привести к проседанию почвы, в результате чего природный мышьяк выжимается из глины и попадает в грунтовые воды, используемые для питья.

Модель исследования Ломбарда была основана на ранее наблюдавшихся условиях засухи, однако, согласно прогнозам, изменение климата будет продолжать увеличивать количество и интенсивность засух во всем мире. "К концу 21 века число людей, живущих в условиях экстремальной и исключительной засухи, может увеличиться более чем в два раза", - говорит Яду Похрел, инженер-эколог из Мичиганского государственного университета. Это означает, что загрязнение мышьяком может стать еще более масштабным в условиях меняющегося климата".

Кроме того, неблагоприятное воздействие мышьяка на здоровье может проявиться даже при уровнях воздействия ниже допустимого федерального предела в 10 ppb, подчеркивают Ро и Стэнтон. "Многие ученые считают, что этого недостаточно", - говорит Ро. В одном из исследований 2017 года, проведенном в Айове, он обнаружил корреляцию между уровнем воздействия мышьяка в 2,07 ppb и повышенным риском рака простаты.

Помимо риска для здоровья, мышьяк не имеет запаха, цвета и вкуса, поэтому его невозможно обнаружить без анализов до появления симптомов. "Это не то же самое, как если бы вы съели плохого моллюска и в тот же вечер узнали, что съели плохого моллюска", - говорит Стэнтон.

По его словам, все это незамеченное воздействие суммируется и может привести к последствиям в дальнейшей жизни, таким как рак, даже спустя долгое время после того, как человек перестанет пить загрязненную воду. Исследования, проведенные им на мышах и рыбах, также показывают, что воздействие мышьяка может иметь эпигенетический эффект, который может навсегда изменить то, как выражаются гены, закодированные в нашей ДНК.

Какими бы страшными ни казались проблемы со здоровьем, мышьяк в колодезной воде - это вполне решаемая проблема. Во многих случаях все, что требуется, - это осознание проблемы, тестирование и ресурсы для восстановления. В штатах с высоким уровнем риска, таких как Мэн, Мичиган и Нью-Мексико, существуют программы округов и штатов, которые помогают проводить недорогие или бесплатные тесты на мышьяк. Владельцы скважин также могут оплатить тестирование частных скважин в аккредитованных лабораториях, хотя эти тесты могут стоить до 100 долларов. Большинство штатов рекомендуют проводить повторное тестирование каждые три-пять лет. Однако если вы живете в регионе с высоким риском, и показатели вашего колодца близки к федеральному пределу, Холл говорит, что вам следует проводить анализ на мышьяк дважды в год, поскольку уровень мышьяка может меняться в зависимости от сезона.

В зависимости от того, насколько высок уровень воды, говорит Стэнтон, проблему может решить простой фильтр-кувшин для воды. В его доме "даже собака получает фильтрованную воду". Хотя, добавляет он, высокая концентрация мышьяка - намного выше федерального предела в 10 ppb - может превысить возможности фильтра из крана или кувшина и потребовать дорогостоящих систем обратного осмоса, которые могут стоить тысячи. По словам Стэнтона, профилактические расходы на снижение воздействия стоят того. Он ссылается на "ужасные истории о людях, которые неоднократно попадали в больницу и выписывались из нее" или становились хронически больными и в итоге получали медицинские счета на сотни тысяч долларов.

"Вы беспокоитесь о людях с низкими доходами, которые просто не могут себе этого позволить", - говорит Стэнтон. Люди, живущие в сельской местности и полагающиеся на колодезную воду, чаще живут в бедности, с меньшим располагаемым доходом, чем жители более плотных районов, пользующиеся общественной водой". "Это имеет отношение к экологической справедливости", - добавляет он.

В Новой Англии ученые, представители общественности и правозащитные группы объединились, чтобы попытаться решить вопросы тестирования скважин и доступа к восстановлению. Джейн Дисней, директор лаборатории экологического здоровья населения в биологической лаборатории острова Маунт-Дезерт в Бар-Харборе, штат Мэн, совместно с лабораторией Стэнтона в Дартмуте руководит проектом "Гражданская наука". Проект под названием "Все о мышьяке - данные к действию" привлекает учащихся средних и старших классов к тестированию колодцев их семей на мышьяк, покрывает расходы на тестирование, одновременно обучая учащихся навыкам работы с данными и создавая платформу для защиты интересов молодежи.

На сегодняшний день в рамках проекта было собрано более 3000 образцов воды по всему штату и проведена работа с более чем 20 школами. Студенты проекта недавно объединились с Defend Our Health, организацией по защите здоровья окружающей среды, базирующейся в Портленде, штат Мэн. Эта группа проводит кампанию по расширению ресурсов тестирования во многих штатах, обязывает домовладельцев раскрывать информацию о тестировании скважин и укрепляет стандарты питьевой воды в штате Мэн. В Техасе компания Roh находится на ранней стадии реализации аналогичной программы тестирования населения, в рамках которой наряду с тестированием водопроводной воды проводится сбор образцов мочи и ногтей на ногах. Эти биологические образцы могут показать, есть ли в организме участников программы обнаруживаемый уровень мышьяка. По словам Ро, в обмен на участие в программе люди получат фильтр для воды, который можно будет установить на свой водопроводный кран.

Хочется надеяться, что повышение осведомленности, исследования и испытания приведут к изменениям и повышению устойчивости перед лицом нынешних и будущих засух - но для этого потребуется упорство. В своей работе по изучению мышьяка в колодезной воде Холл говорит, что столкнулась с некоторым сопротивлением идее тестирования и лечения. "Существует идиллическая версия сельской жизни, когда мы живем за счет земли и пьем свою воду". Люди представляют себе эту воду такой же чистой и естественной, как буколический пейзаж, но в конечном итоге, предупреждает Холл, "нет ничего [естественного] в том, чтобы бурить 100-600-футовые скважины в скале и высасывать из них воду".