Extreem Regenval Verhoogt E. coli Risico’s voor Kleurrijke Gemeenschappen in Texas

Een cluster van E. coli-bacteriecellen verschijnt als oranje staafvormige structuren in een gekleurde micrografiek.

Niemand wil een dag op het water doorbrengen met E. coli. Deze bacteriën zijn een duidelijke aanwijzing voor fecale vervuiling, die door regen uit landbouwvelden of rioleringsystemen in waterwegen terechtkomt. De microben zijn ook gevaarlijk; blootstelling aan E. coli kan leiden tot ziekte, ziekenhuisopname en zelfs de dood.

Toch is het, zoals veel strandbezoekers weten, niet ongewoon dat E. coli tijdelijk meren en andere recreatieve wateren in de VS sluit. Onderzoek geleid door de Universiteit van Michigan toont nu aan dat gemeenschappen van kleur in Texas geconfronteerd worden met aanzienlijke risico’s op blootstelling aan E. coli in nabijgelegen wateren na stormen die abnormaal hoge hoeveelheden regen met zich meebrengen.

“E. coli is de belangrijkste oorzaak van vervuiling van de waterkwaliteit in de Verenigde Staten, en blootstelling aan deze vervuiling is niet gelijkmatig verdeeld. We zien ook dat extreme neerslag een onevenredig grote invloed heeft op E. coli-vervuiling,” zegt hoofdonderzoeker Xiaofeng Liu, postdoctoraal onderzoeker aan de U-M School for Environment and Sustainability en een Schmidt AI in Science fellow aan het Michigan Institute for Data and AI in Society.

Liu en haar collega’s werkten met E. coli-, klimaat-, milieu- en sociaaleconomische gegevens die beschikbaar waren voor de staat Texas tussen 2001 en 2021. Met behulp van computationele modellen kon het team vaststellen wanneer en waar de extreme neerslag de grootste impact had op E. coli-niveaus, terwijl ze associaties ontdekten tussen deze impact en sociaaleconomische factoren.

De patronen waren complex, maar enkele duidelijke resultaten kwamen naar voren. Gemeenschappen in het noorden en oosten met een hoger percentage Black bewoners hadden hogere concentraties E. coli die door extreme regen in de winter in hun recreatieve wateren werd gespoeld. Voornamelijk Latino-gemeenschappen, waar de meeste bewoners van Latijns-Amerikaanse afkomst waren, in de zuidelijke en westelijke delen van de staat ervoeren aanzienlijke E. coli-verhogingen na intense stormen in september.

“Dit is een gecompliceerd probleem. De gemeenschappen wonen voortdurend op deze plaatsen, maar de impact van de regen is verschillend in verschillende seizoenen,” aldus Liu.

Er zijn talloze sociale, historische, geologische en meteorologische variabelen van invloed op het begrijpen van deze seizoensgebondenheid en locatieafhankelijkheid, die niet allemaal door de beschikbare gegevens worden vastgelegd, zegt ze.

Toch is er, wanneer dit wordt gecombineerd met de computationele analyse van het team, voldoende informatie om te identificeren wanneer en waar vervuiling het waarschijnlijkst zal optreden. Met deze kennis kunnen mensen beginnen met het zoeken naar mogelijkheden om de instroom van E. coli te voorkomen of te bestrijden.

“Dit kan lokale overheden en milieuagentschappen informeren en helpen bij het ontwikkelen van gerichte beleidsmaatregelen en waterbeheerpraktijken om deze getroffen gemeenschappen te ondersteunen,” voegde Liu toe.

Dit onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Science of the Total Environment, maakte deel uit van een groter project dat zich richtte op waterkwaliteitsproblemen en hun relatie tot sociale factoren. Dat project leidde ook tot een recent rapport, gepubliceerd in het Journal of Environmental Management, onder leiding van Runzi Wang, assistent-professor aan de Universiteit van Californië, Davis, dat keek naar E. coli-niveaus en -trends door heel Texas. Dat rapport toonde aan dat niet alleen Black en Latino gemeenschappen meestal in de buurt van water met hogere concentraties E. coli woonden, maar ook economisch achtergestelde gemeenschappen.

Liu en haar collega’s observeerden tijdens hun onderzoek geen vergelijkbare correlatie tussen inkomensniveau en de impact van extreme neerslag op E. coli-concentraties. Maar ze ontdekten wel dat gebieden met een lager inkomen waarschijnlijker een toename in extreme neerslagintensiteit zouden ervaren in de toekomst.

“De regio’s met deze toenemende trend hadden ook vaak hogere percentages bewoners met een lager inkomen,” zei Liu. “Dus hoewel er nu geen correlatie is, zou klimaatschommelingen het effect voor lagere-inkomensgemeenschappen in de toekomst kunnen versterken.”

Het team richtte hun eerste studie op Texas omdat E. coli een serieus en bekend probleem is. Ongeveer een derde van de beken in Texas is vervuild met bacteriën, aldus Liu, maar de staat heeft ook een robuust monitoringssysteem. Hierdoor kon het team hun methoden valideren terwijl ze nuttige analyses uitvoerden. De onderzoekers zijn van plan hun werk uit te breiden naar andere locaties in de VS.

“Met deze studie wilden we ons model demonstreren om de waterkwaliteit met sociale factoren te verbinden,” zei Liu. “Ons model is absoluut toepasbaar op andere regio’s.”