Toxisch Water van de Tijuana Rivier Vervuilt de Lucht: Onderzoek Toont Aan dat Waterstofsulfide-niveaus de Luchtkwaliteitsnormen Overschrijden

Een schuimige, turbulente sectie van de Tijuana-rivier nabij Saturn Boulevard in San Diego’s South Bay. Deze locatie is door leden van de lokale gemeenschap geïdentificeerd als een bron van bijzonder sterke geuren.

Al tientallen jaren voert de Tijuana-rivier miljoenen gallons ongezuiverd afvalwater en industrieel afval over de grens tussen de VS en Mexico. De rivier stroomt door de South Bay-regio van San Diego voordat ze in de oceaan uitmondt, wat recentelijk heeft geleid tot meer dan 1.300 opeenvolgende dagen van strandsluitingen en zorgen over de waterkwaliteit.

Bewoners van South Bay-gemeenschappen hebben lange tijd hun bezorgdheid geuit over de vieze geuren die uit de rivier komen, en hebben gezondheidsproblemen gerapporteerd, waaronder irritatie van ogen, neus en keel, ademhalingsproblemen, vermoeidheid en hoofdpijn.

Onderzoek van wetenschappers van UC San Diego’s Scripps Institution of Oceanography, UC Riverside, San Diego State University (SDSU) en het National Science Foundation (NSF) National Center for Atmospheric Research (NCAR) onthult dat de vervuilde Tijuana-rivier grote hoeveelheden van het giftige gas waterstofsulfide afgeeft—vaak “rioolgassen” genoemd vanwege de associatie met riolering en de geur van rotte eieren.

Wetenschappers hebben piekconcentraties van waterstofsulfide gemeten die ongeveer 4.500 keer hoger zijn dan wat typisch is voor een stedelijk gebied. Bovendien identificeert het onderzoek honderden andere gassen die in de lucht worden afgegeven door de vervuilde Tijuana-rivier en haar oceaanuitlaat, wat kan bijdragen aan de slechte luchtkwaliteit in de regio.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Science, legt de slechte waterkwaliteit van de rivier in verband met een verminderde lokale luchtkwaliteit. “Onze resultaten bevestigen de stemmen van de gemeenschap die al jaren zeggen dat de luchtkwaliteit in de buurt van de Tijuana-rivier een probleem is,” aldus Benjamin Rico, een Ph.D.-kandidaat in de atmosfeer- en analytische chemie aan UC San Diego en de hoofdauteur van de studie.

De door bewoners van South Bay-gemeenschappen gerapporteerde symptomen komen overeen met die van blootstelling aan waterstofsulfide. De gezondheidsrisico’s van langdurige blootstelling aan waterstofsulfide zijn nog niet volledig begrepen, maar het Californische Office of Environmental Health Hazard Assessment stelt een chronische blootstellingslimiet van 7,3 delen per miljard (ppb) vast.

In tegenstelling hiermee is de een-uursnorm van de California Air Resources Board 30 ppb, een niveau dat is gebaseerd op geur en niet op gezondheid. “Dit niveau is te hoog voor chronische blootstellingen, aangezien 30 delen per miljard al in verband wordt gebracht met hoofdpijn, misselijkheid, ademhalingssymptomen en andere nadelige gezondheidseffecten, vooral onder kwetsbare bevolkingsgroepen,” zegt Paula Stigler Granados, een milieugezondheidswetenschapper aan de School of Public Health van SDSU.

“Het framen van dit als slechts een geurprobleem onderstreept gevaarlijk de echte risico’s voor de volksgezondheid van herhaalde blootstelling aan giftige gassen in zulke concentraties.”

Om te begrijpen of vervuiling van de Tijuana-rivier de luchtkwaliteit beïnvloedde, hebben de auteurs van de studie zorgvuldig gekalibreerde luchtkwaliteitsinstrumenten opgezet in de Nestor-gemeenschap in San Diego’s South Bay, begonnen in september 2024. Onderzoekers hebben de specifieke locatie binnen Nestor gekozen in overleg met leden van de gemeenschap, die een schuimige, turbulente sectie van de rivier nabij Saturn Boulevard hebben aangeduid als een bron van bijzonder sterke geuren.

Het team heeft de concentraties van verschillende luchtverontreinigende stoffen gedurende ongeveer drie weken gemeten en deze metingen gecombineerd met gegevens over de rivierafvoer en atmosferische modellering om te volgen hoe ver de luchtverontreinigende stoffen zich verspreidden door nabijgelegen gemeenschappen.

Tijdens de studie hebben de luchtkwaliteitsinstrumenten concentraties van waterstofsulfide gemeten die piekten op 4.500 ppb gedurende minstens een minuut en tot een gemiddeld niveau van 2.100 ppb gedurende één uur—het laatste overschrijdt de een-uursnorm van de California Air Resources Board met bijna 70 keer. De hoogste niveaus van waterstofsulfide deden zich ’s nachts voor, wanneer de winden meestal afnemen.

Van 1 tot 10 september 2024 werden bewoners nabij de luchtkwaliteitsmetingen in Nestor—dichtbij de Berry Elementary School—blootgesteld aan niveaus van waterstofsulfide die de een-uursgemiddelde luchtkwaliteitsnorm van de California Air Resources Board gedurende vijf tot veertien uur per dag overschreden.

Naast waterstofsulfide heeft het team honderden andere gassen gedetecteerd, waarvan sommige vastgestelde blootstellingslimieten hebben vanwege hun gezondheidsimpact. Meer onderzoek is nodig om de concentraties van deze andere gassen te meten om te bepalen of ze deze blootstellingslimieten overschreden.

“We tonen hier aan dat hoewel waterstofsulfide een uitstekende marker is van de riolering die de inwoners van het gebied beïnvloedt, er meerdere bronnen van afval zijn die de Tijuana-rivier binnenkomen en een veelvoud van andere gevaarlijke gassen die de inwoners van het gebied mogelijk inademen,” zegt Kelley Barsanti, een atmosferisch chemicus bij NSF NCAR die de analyse van aanvullende gassen die op de locatie zijn gedetecteerd leidde.

Op 10 september 2024 daalde de debiet van de Tijuana-rivier dramatisch—van 40-80 miljoen gallons per dag tot minder dan 5 miljoen gallons per dag—wat de concentraties van waterstofsulfide en vele andere gassen voor de rest van de duur van de studie verminderde. Hoewel autoriteiten geen officiële veranderingen in het beheer van de rivier hebben aangekondigd, veronderstelden de auteurs van de studie dat “op 10 september een pompstation in Mexico werd geactiveerd.” Het activeren van deze pomp leidde de afvalwaterstroom, waardoor deze aan de Mexicaanse kant van de grens bleef.

Bij toeval hielp de snelle afname van waterstofsulfide-concentraties na deze omleiding om de rivier als de bron van de luchtverontreiniging vast te stellen. Atmosferische modellering die de reikwijdte van waterstofsulfide in nabijgelegen gemeenschappen toonde, vond ook dat de gemeten vervuilingspatronen alleen konden worden gereproduceerd door de rivier als de emissiebron aan te nemen en rekening te houden met de debieten.

Tenslotte steeg het aantal klachten over geur van South Bay-gemeenschappen op dagen waarop de hoogste concentraties van waterstofsulfide werden gemeten. Deze meerdere aanwijzingen bevestigen de vervuilde rivier als de bron van de giftige gassen en de vieze geuren die bewoners jarenlang hebben gerapporteerd.

“Deze studie onthult een directe blootstellingsroute voor luchtverontreiniging—van vervuilde rivieren in de lucht die we inademen,” zegt Kimberly Prather, de hoofonderzoeker van de studie en een atmosferisch chemicus bij UC San Diego’s Scripps Oceanography en de afdeling Chemie.

“Voor het eerst hebben we aangetoond dat een slechte waterkwaliteit de luchtkwaliteit aanzienlijk kan verslechteren, waardoor hele gemeenschappen worden blootgesteld aan giftige gassen en andere verontreinigingen. Deze bevindingen bevestigen de ervaringen van bewoners die deze crisis al tientallen jaren ondergaan, en benadrukken ook de dringende noodzaak van actie om de volksgezondheid in San Diego en in kwetsbare gemeenschappen wereldwijd te beschermen.”

Als tijdelijke maar directe oplossing raden de onderzoekers aan om het onderwijs over een programma van San Diego County dat gratis luchtreinigers verstrekt, voort te zetten, uit te breiden en te intensiveren, zodat bewoners ’s nachts schonere lucht kunnen inademen terwijl ze slapen.

Buiten luchtreinigers heeft het San Diego Air Pollution Control District (SDAPCD) een online luchtkwaliteitsdashboard gecreëerd dat de actuele niveaus van waterstofsulfide toont om bewoners te helpen hun blootstelling te beperken wanneer de concentraties hoog zijn. Het SDAPCD verstuurt ook waarschuwingen naar alle bewoners wanneer de niveaus van waterstofsulfide boven de 30 ppb stijgen. Bovendien zijn onderzoekers van SDSU doorgegaan met hun gemeenschapsenquête waarin gerelateerde gezondheidsimpacten worden gemeten.

Op de lange termijn hopen de auteurs dat het in kaart brengen van een probleem dat bewoners van San Diego’s South Bay al tientallen jaren hebben aangekaart, zal helpen om overheidsfunctionarissen te motiveren om het vervuilde water bij de bron van het luchtkwaliteitsprobleem aan te pakken. Zo’n oplossing zou inhouden dat de waterzuiveringsinfrastructuur aan beide zijden van de grens wordt geüpgraded en dat de beleidsregels die het beheer van de rivier regelen worden bijgewerkt.

De studie roept ook op tot het actualiseren van luchtkwaliteitsmodellen wereldwijd om rekening te houden met emissies van vervuilde waterwegen, aangezien meer dan de helft van de wereldbevolking in de buurt van rivieren, meren en oceanen woont die soortgelijke problemen kunnen ondervinden.

“Onze resultaten tonen aan hoe water en lucht met elkaar mengen en uitwisselen,” zegt Prather. “Lucht, water en bodem kunnen elkaar beïnvloeden en mensen kunnen via verschillende paden worden blootgesteld. We moeten dit in overweging nemen als we mensen willen beschermen tegen toenemende niveaus van vervuiling.”

Prather merkte op dat federale financiering van essentieel belang was om fundamentele wetenschap te verbinden met werkelijke impact voor de gemeenschap. Vooruitgangen in aerosolonderzoek in het laboratorium maakten deze onderzoeksinspanning in de gemeenschap mogelijk.

“Al tientallen jaren lijdt onze regio onder de gevaarlijke volksgezondheidseffecten van ongezuiverd afvalwater en industrieel afval in de Tijuana-rivier,” zegt congreslid Scott Peters (CA-50). “Deze peer-reviewed studie legt een verband tussen watervervuiling en slechtere luchtkwaliteit met duidelijke en overtuigende gegevens. Ik heb federale financiering voor deze studie veiliggesteld om ervoor te zorgen dat Scripps Oceanography en haar partners beter kunnen begrijpen hoe deze giftige verontreinigingen de lucht die we inademen beïnvloeden. Ik blijf werken aan bi-nationale infrastructuuroplossingen die de volksgezondheid en de veerkracht van de kust versterken.”

Naast Rico en Prather van UC San Diego, is de studie mede-auteur door Barsanti van NSF NCAR, William Porter en Karolina Cysneiros de Carvalho van UC Riverside en Stigler-Granados van SDSU.