Das Wasser im kalifornischen Central Valley enthält genug Mangan, um bei Kindern kognitive Behinderungen und Probleme mit der motorischen Kontrolle und bei Erwachsenen Parkinson-ähnliche Symptome zu verursachen.
Mangan ist ein natürlich vorkommendes Metall und kommt in Wasservorräten auf der ganzen Welt vor. Es wird in vielen südostasiatischen Ländern, in denen es aufgrund des Klimas ins Grundwasser gelangt, als Hauptverunreinigung reguliert. In den USA wird es jedoch nur als sekundärer Schadstoff reguliert, was bedeutet, dass kein Höchstgehalt durchgesetzt wird. Eine neue Studie unter der Leitung von UC Riverside zeigt, dass in den Gemeinden des Central Valley die höchsten Mangankonzentrationen in privaten, unbehandelten Brunnenwassersystemen vorhanden sind. Die Forscher fanden jedoch auch heraus, dass es in öffentlichen Wassersystemen in höheren Konzentrationen als den Studien zufolge nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit haben kann.
Die Studium, veröffentlicht im Tagebuch Umweltwissenschaft und -technologiemaß nicht nur den Mangangehalt in den Wasservorräten des Central Valley, sondern kartierte auch die Gebiete mit der höchsten Konzentration gemäß den jährlichen Einkommensniveaus.
Insgesamt schätzt das Forschungsteam, dass fast die Hälfte aller häuslichen Brunnenwassernutzer im Central Valley in benachteiligten Gemeinden leben, definiert durch das Jahreseinkommen. Innerhalb dieser Population haben fast 89 % eine hohe Wahrscheinlichkeit, Zugang zu Wasser zu erhalten, das stark mit Mangan kontaminiert ist.
„Im Vergleich zur Gesamtbevölkerung des Staates ist es eine relativ kleine Anzahl von Menschen, die das verunreinigte Wasser erhalten. Aber für sie sind die Gesundheitsrisiken hoch“, sagte Samantha Ying, UCR-Bodenwissenschaftlerin und Hauptforscherin der Studie. „Diese Menschen konzentrieren sich besonders auf benachteiligte Gemeinden. Wenn sie also das Wasser überwachen und behandeln wollten, hätten sie es schwer damit“, sagte Ying.
Die Behandlungsoptionen am Einsatzort reichen von Oxidations- und Niederschlagsfiltern bis hin zu Wasserenthärtern, Chlorierungs- und Umkehrosmosesystemen. Aber Geräte zur Überwachung der Wasserqualität können jährlich bis zu 400 US-Dollar kosten, und Behandlungen für mit Mangan verunreinigtes Wasser sind genauso teuer.
„Es ist möglich, Filter für Mangan zu kaufen, aber viele Menschen können sie sich nicht leisten. Wir hoffen, dass Menschen in diesen Gemeinden subventioniert werden können, um Behandlungsoptionen zu kaufen“, sagte Ying.
Zuvor hatte das Forschungsteam festgestellt, dass mit Mangan kontaminiertes Grundwasser im Vergleich zu Arsen eher in relativ geringen Tiefen vorkommt. Sie fragten sich, ob das Graben tieferer Brunnen die Mangankontamination vermeiden würde. Leider ist es unwahrscheinlich, dass diese Strategie effektiv ist.
„Die Verwendung bestehender Grundwassermodellvorhersagen von Mangankonzentrationen in tieferen Tiefen hat die Anzahl der Brunnen, die wahrscheinlich kontaminiert sind, nicht verändert“, sagte Ying.
Die Bedingungen, die dazu führen, dass Arsen und Mangan ausgelaugt werden, sind ähnlich, sodass sie tendenziell gemeinsam im Grundwasser auftauchen. Arsen ist in den USA seit langem als Hauptverunreinigung reguliert. „Brunnen werden als unsicher gekennzeichnet, wenn sie Arsen enthalten, aber nicht, wenn sie Mangan enthalten“, sagte Ying. „Daher kann die Anzahl der als sicher geltenden Brunnen stark überschätzt werden.“
Darüber hinaus verwendeten die Forscher einen Richtwert von 300 Teilen pro Milliarde Mangan, um die Wasserqualität zu beurteilen. Dies ist ein Grad an Mangankontamination, den einige Studien mit neurologischen Entwicklungsproblemen in Verbindung gebracht haben, insbesondere bei Föten und Säuglingen in frühen Wachstumsphasen. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass Nebenwirkungen bei niedrigeren Konzentrationen auftreten können.
„Neue Studien aus Kanada, wo Mangan jetzt eine Hauptverunreinigung ist, zeigen, dass es bei 100 Teilen pro Milliarde Auswirkungen geben kann“, sagte Ying. „Wir waren bei 300 konservativ.“
Diese Studie konzentrierte sich teilweise auf das Central Valley, weil die Bedingungen, die dazu führen, dass Mangan aus Grundwasserleitermaterialien in Wasser gelangt, dort so vorherrschend sind. Es ist wahrscheinlich, dass Trinkwasser aus Brunnen in anderen Teilen des Bundesstaates ähnlich verunreinigt ist. Über 1,3 Millionen Kalifornier verlassen sich auf unüberwachte Privatbrunnen.
„Die exponierte Bevölkerung ist viel größer, als wir vielleicht denken. Es gibt viele Gemeinden im ganzen Bundesstaat, die aus privaten Brunnen trinken“, sagte Ying.
Mehr Informationen:
Miranda L. Aiken et al, Disparities in Drinking Water Manganese Concentrations in Domestic Wells and Community Water Systems in the Central Valley, CA, USA, Umweltwissenschaft und -technologie (2023). DOI: 10.1021/acs.est.2c08548