Hoogwaardige wereldwijde kaart van sulfaatverdeling in grondwater onthult gezondheidsrisico’s

Onlangs onthulde een studie van de Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) een verontrustende bedreiging voor de volksgezondheid: Ongeveer 17 miljoen mensen lopen risico op gastro-intestinale problemen door te hoge sulfaatniveaus in het grondwater. Deze alarmerende bevinding kwam naar voren uit de eerste wereldwijde gedetailleerde kaart van de sulfaatverdeling in grondwater, ontwikkeld door de faculteit Ingenieurswetenschappen van de universiteit.

Grondwater is een essentiële bron van drinkwater voor miljarden mensen, maar het consumeren van grondwater met hoge sulfaatconcentraties kan direct diarree en uitdroging veroorzaken, met verhoogde risico’s onder zuigelingen, ouderen en andere kwetsbare bevolkingsgroepen. Bovendien verergert sulfaat de verontreiniging met arseen in water en stimuleert het de afgifte van zware metalen door pijpcorrosie, wat indirect leidt tot andere gezondheidsproblemen en economische kosten. In de Verenigde Staten alleen al zijn de jaarlijkse kosten gerelateerd aan corrosie in watervoorzieningssystemen naar schatting USD 22 miljard.

“Helaas worden sulfaatniveaus in grondwater vaak niet gemonitord. Dit over het hoofd geziene, maar kritieke probleem heeft verstrekkende gevolgen voor de volksgezondheid en waterinfrastructuur,” aldus Prof. Chen Guanghao, hoogleraar aan de afdeling Civiele en Milieu-engineering en mede-auteur van de studie.

Om de reikwijdte van het probleem te onderzoeken, ontwikkelde Prof. Chen en zijn team een gedetailleerde kaart door gebruik te maken van geavanceerde datagestuurde methoden. Na het analyseren van meer dan 17.000 metingen van sulfaatconcentraties in combinatie met wereldwijde geospatiale datasets, genereerden ze met succes een baanbrekende kaart met een resolutie van 1 km.

Als de eerste in zijn soort, dient de kaart als een praktisch hulpmiddel voor de beoordeling van waterkwaliteit. Het markeert hotspots van overmatig sulfaat en identificeert belangrijke bijdragende factoren, waaronder natuurlijke elementen zoals neerslagpatronen en sedimentaire geologie, evenals menselijke activiteiten zoals het gebruik van kunstmest en mijnbouw.

Met behulp van deze kaart heeft het onderzoeksteam vastgesteld dat ongeveer 194 miljoen mensen wereldwijd worden blootgesteld aan water met sulfaatconcentraties die 250 mg/L overschrijden, een grens die door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) wordt aanbevolen. Op dit niveau van verontreiniging kan de smaak van het water onaangenaam zijn.

Nog verontrustender is dat naar schatting 17 miljoen mensen aanzienlijke gezondheidsrisico’s lopen omdat ze in gebieden wonen waar sulfaatconcentraties meer dan 500 mg/L bedragen—niveaus die geassocieerd worden met gastro-intestinale problemen.

De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Science & Technology, in een artikel getiteld “Begrijpen van de wereldwijde verdeling van sulfaat in grondwater en het beoordelen van de bevolking die risico loopt.”

“Onze bevindingen hebben een broodnodig wereldwijd perspectief geopend, waarmee besluitvormers worden uitgerust met gegevens om interventiestrategieën te prioriteren en de waterkwaliteit in kwetsbare gebieden te beschermen,” merkte postdoctoraal onderzoeker Dr. ZHANG Zi, een andere co-auteur van het artikel, op.

De kaart wijst hotspots aan van sulfaatoverschrijding in gebieden zoals Zuid-Azië en Noord-Afrika, waar miljarden mensen afhankelijk zijn van onbehandeld grondwater voor drinkwater. Terwijl natuurlijke geologische omstandigheden in sommige gebieden de belangrijkste bijdragers zijn, spelen antropogene factoren zoals industriële lozingen en landbouwpraktijken elders een grotere rol. Deze variabiliteit benadrukt het belang van regio-specifieke strategieën voor het verminderen van sulfaat.

De eerste auteur van dit artikel, Ph.D. student Xiao Chengyu, merkte op dat sulfaatverontreiniging niet alleen de menselijke gezondheid bedreigt, maar ook bredere milieugevolgen heeft.

“Hoge sulfaatniveaus kunnen leiden tot ecologische schade door eutrofiëring in waterlichamen, waarbij schadelijke voedingsstoffen zoals fosfor vrijkomen. Met de toenemende klimaatverandering en verstedelijking wordt verwacht dat de sulfaatoverschrijding verergert, wat de wereldwijde waterkwaliteit en beschikbaarheid verder in gevaar brengt,” voegde ze eraan toe.

De studie, uitgevoerd in samenwerking met Princeton University, City University of Hong Kong en het Beijing Institute of Technology, werpt licht op de dringende noodzaak om sulfaat op te nemen in mondiale praktijken voor waterveiligheid. Het biedt een kritisch kader voor beleidsmakers, waterresource-managers en onderzoekers om effectieve en duurzame oplossingen te ontwerpen te midden van groeiende milieu- en volksgezondheidsuitdagingen.