Vodní krize v Bangladéši: Přečerpávání v Dháce může ohrozit regionální zdroje podzemní vody mimo město

Vodní krize v Bangladéši: Přečerpávání v Dháce může ohrozit regionální zdroje podzemní vody mimo město
Vodní krize v Bangladéši: Přečerpávání v Dháce může ohrozit regionální zdroje podzemní vody mimo město
Anonim

Nový článek Holly Michael a Mahfuzur Khan a kolegů z University of Delaware, vydaný tento týden v Nature Communications, odhaluje, že nadměrné čerpání podzemní vody v Dháce v Bangladéši může mít nepředvídatelné důsledky pro občany žijící v komunitách mimo město. centrum.

S populací více než 15 milionů lidí je Dháka - hlavní město Bangladéše - považována za megaměsto a sdílí mnoho problémů vodního hospodářství, které jsou společné pro jiná velká města.

Zatímco je vyvíjeno úsilí o udržení množství a kvality vody v zásobování městskou vodou, čerpání vody v Dháce způsobilo za posledních 50 let pokles hladiny podzemní vody o více než 200 stop a tyto hladiny nadále klesají rychlostí až 9 stop za rok.

Často přehlíženým důsledkem těchto akcí v megaměstech je související účinek na kvalitu vody a zásobování okolních příměstských nebo venkovských komunit, kde jsou vodní zdroje pod tlakem a povrchové znečištění toxickými kovy, organickými materiály a další znečišťující látky, je rozšířený.

Toto je problematické zejména v Bangladéši, kde přirozeně se vyskytující arsen v mělkých (méně než 200 stop) podzemních vodách ohrožuje zdraví desítek milionů lidí. Vysoké hladiny arsenu existují v oblastech kolem Dháky a tam lidé používají hlubokou (větší než 500 stop) podzemní vodu, která má nízký obsah arzenu.

Práce Khana a Michaela ukazuje, že i v systémech bohatých na vodu, jako jsou ty v Bengálské pánvi, může čerpání vody pro zásobování megaměst ohrozit regionální zdroje podzemní vody tím, že vyvolá rychlý transport kontaminantů, konkrétně arsenu, známého karcinogenní, do hlubších oblastí vodonosné vrstvy, dokonce i mimo hranice města, kde může kontaminovat hluboké studny používané pro zmírnění arsenu.

"Je to problém environmentální spravedlnosti, protože lidé, kteří těží z městského zásobování vodou, nejsou lidé, jejichž studny jsou ohroženy kontaminací - kontaminace arsenem existuje pouze mimo město. Tam, pokud je obecní studna se kontaminují kvůli tomu, co se děje v Dháce, nemusí mít jiný zdroj bezpečné vody,“řekl Michael, předseda Unidel Fraser Russell pro životní prostředí a docent geologie, který sídlí na College of Earth, Ocean, and Environment.

Pochopení pohybu podzemní vody

Regionální modely podzemní vody mají tendenci používat parametry, které zobecňují, jak se voda pohybuje podpovrchem, a zahrnují pouze geologickou strukturu ve větším měřítku, spíše než drobné detaily geologie města nebo regionu, které studují.

Ve své studii Michael a její kolegové modelovali geologii Dháky pomocí podrobných podpovrchových měření a poté na model použili silný čerpací mechanismus, aby napodobili současné čerpání Dháky.

Výzkumníci zjistili, že když dochází k silnému čerpání a heterogenitě v podzemních sedimentech, jako jsou ty nalezené v deltě, ovlivňuje to celkovou hydrologii oblasti.

"Čerpání v podstatě způsobuje rychlejší proudění podzemní vody, než je obvyklé, protože rychle nasává vodu do masivních městských čerpadel hluboko ve zvodnělé vrstvě. Tato hydrologická změna může způsobit, že mělké podzemní vody, kde se nachází arsen, migrují výrazně dolů. vyšší rychlost, a to i mimo město, kde jsou čerpadla umístěna,“řekl Michael, který se od roku 2004 zabývá problematikou podzemních vod v Bangladéši.

Co je ale heterogenita?

Zvodnělé vrstvy, vysvětlil Michael, vznikají, když se geologické sedimenty, jako jsou písky a jíly, přirozeně ukládají v průběhu času. Heterogenita se týká způsobu, jakým je písek a jíl orientován pod zemí, v podpovrchu vodonosné vrstvy, a je rozhodující pro to, jak se kontaminanty pohybují v podzemní vodě.

V Delaware mají vrstvy geologických sedimentů tendenci být mnohem delší a silnější a svažují se směrem k moři. Jsou poměrně konzistentní, což znamená, že voda z více vodonosných vrstev je obecně oddělena a je méně pravděpodobné, že se kontaminace rozšíří z jednoho do druhého.

V systému delty, jako je Bangladéš, jsou však jílové vrstvy rozsekány, což umožňuje vodě pohybovat se nepředvídatelnými způsoby a vytváří nejistotu, zda umístění studny pod vrstvu jílu ji ochrání před kontaminací.

Zatímco město Dháka je známé tím, že díky své jedinečné geologii není kontaminováno arsenem, mimo Dháku je známý karcinogen všude. Pokud bude čerpání ve změněném systému podzemní vody v Dháce pokračovat na současné úrovni, vědci se domnívají, že některé studny mimo centrum města by se mohly kontaminovat dříve, než se dříve myslelo; v průběhu desetiletí až staletí v závislosti na geochemických účincích na transport arsenu přes zvodnělé sedimenty. Dalším problémem je, že čerpání Dháky vytváří nízké hladiny vody, což by mohlo ohrozit provoz ručních čerpadel daleko za centrem města.

To vše komplikuje, arsen je bez chuti, zápachu a barvy a ve vodě jej lze detekovat pouze testováním. Komunity mimo centrum města s hlubokými studnami, o kterých se obvykle předpokládá, že mají nízký obsah arzenu, si možná neuvědomují, že jejich voda není bezpečná.

Širší důsledky práce

Na základě analýzy modely výzkumníků navíc ukázaly, že žádné z typických hydrogeologických údajů, které vědci shromažďují na místě, aby posoudili, zda je studna bezpečná či nikoli, nepředpovídá, zda je studna bezpečná v tomto typu heterogenní systém.

Toto zjištění je v ostrém kontrastu s tím, co se předpokládalo v minulosti, a ukazuje, že pohyb arsenu a dalších kontaminantů vodonosnou vrstvou a kontaminaci hlubokých vrtů nelze snadno předvídat.

„Naše studie ukazuje, že i těm nejlépe zkalibrovaným modelům mohou uniknout důležité informace, pokud modely neberou v úvahu nerovnoměrný a často rychlý pohyb vody,“řekl Michael.

Vědci si této nepředvídatelnosti v Dháce všimli již dříve, ale podle Michaela jen málokdo zvažoval důsledky ve větším měřítku.

„Široce se zamýšlet nad tím, které studny jsou zranitelné, se dříve nedělalo. Na základě našeho modelování, pokud existuje nějaká kontaminace, je pravděpodobně velmi lokalizovaná, ale během několika příštích desetiletí by se mohla rozšířit a určitě v příštích několika stech letech,“řekla.

Monitorování kvality vody bude klíčové pro identifikaci zranitelných oblastí, zejména mimo městské obvody. A přestože je kontaminace naléhavým problémem, v příštím desetiletí je třeba zvážit také obrovské problémy s dodávkami vody.

Vzhledem k tomu, že region je monzunový a každé léto může pršet až tři stopy deště a někdy i mnohem více, řešení může poskytnout umělé doplňování podzemní vody pomocí injekčních vrtů, řekl Michael.

Populární téma